Universidad Distrital Francisco Joseacute de CaldasFacultad de ingenieriacutea

Sergio Ivaacuten Agudelo Santana

Protocolo de comunicacioacuten parasemaforizacioacuten inteligente

Proyecto trabajo de grado

Director Gustavo Adolfo Puerto LeguizamoacutenModalidad Pasantiacutea

Empresa GRUPO JAMPIG

Contenido

Introduccioacuten 3

1 Planteamiento del Problema 4

2 Justificacioacuten 521 Ambiental 522 Econoacutemico 523 Acadeacutemico 524 Social 525 Personal 6

3 Objetivos 731 Objetivo General 732 Objetivos Especiacuteficos 7

4 Desarrollo Fase I 841 Generalidades 8

411 ITS 8412 Segmentos 8413 Intersecciones 9414 Flujo 9415 Velocidad 9416 Tiempo 9417 Ocupacioacuten 9418 Densidad 9419 Funcionalidad de un semaacuteforo 9

42 Software 10421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte 10422 Protocolo ZIGBEE 16

43 Hardware 19431 Antena GPRS 19432 Detectores de traacutefico 19

5 Desarrollo Fase II 2451 Requerimientos 2452 Capa de Transporte 25

521 TCP 25522 UDP 26

53 Capa de aplicacioacuten 27531 Problemas 27532 Soluciones planteadas 27

54 Capa de informacioacuten 35541 Aacuterbol de objetos 35542 Conexioacuten con base de datos 47543 Proteccioacuten de datos 48

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55 Implementacioacuten completa 49551 Parte uno 49552 Parte dos 53

6 Desarrollo Fase III 54

7 Desarrollo Fase IV 5571 Moacutedulo RF 5572 Moacutedulo Potencia 56

721 Panel solar 56722 Bateriacutea 57723 Controlador de carga 58724 Caacutelculos necesarios 58

73 Moacutedulo LAN 59

8 Desarrollo Fase V 6181 Script desarrollado 6182 Pruebas 63

9 Conclusiones 65

Bibliografia 67

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IntroduccioacutenEn el presente trabajo se abordaraacute la temaacutetica de sistemas de transporte in-teligente mas precisamente relacionados a los semaacuteforos inteligentes donde estosdispositivos han tenido una acelerada evolucioacuten en los uacuteltimos antildeos ayudandoa mejorar la movilidad en los puntos donde se han ubicado A partir de ello elpresente documento se centraraacute en un sistema de semaacuteforos ya implementado porel GRUPO JAMPIG al cual se le adaptoacute una base de datos local manejada desdeuna RASPBERRY pi 3 y dicho dispositivo se comunicaraacute a traveacutes de un moacutedemcon GPRS y haciendo uso de alguno de los protocolos existentes para dicho tipode sistema( los protocolos a estudiar seraacuten el NTCIP OCIT SCATS Cada unode estos estaacutendares fueron incorporados en sus lugares de procedencia y cada cualtiene unas ventajas y desventajas por lo tanto se hace necesario el anaacutelisis deestos sistemas) los cuales tambieacuten se analizaraacuten dentro del documento para asiacuteadoptar uno e implementarlo en el sistema planteado por la compantildeiacutea

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1 Planteamiento del ProblemaEn los uacuteltimos antildeos se ha presentado un fenoacutemeno de crecimiento poblacional aun ritmo exorbitante y muy desordenado lo que trae consigo que las ciudades exis-tentes se expandan y que algunas aacutereas rurales se urbanicen ademaacutes es necesariouna red de infraestructura vial capaz de soportar un conjunto de automoacutevilesmotocicletas peatones y demaacutes formas de transporte Ya que un aspecto esconsecuencia del otro la cantidad de automoacuteviles por asiacute generalizar todo el par-que automotor colombiano se ha elevado a razoacuten del crecimiento poblacional ya la facilidad de acceder a los mismos aunque Colombia tiene un parque au-tomotor grande aun no es considerable con los de otros lugares del planeta[1]aparte de esto Colombia tiene un grave problema latente el cual consiste en lapoca planeacioacuten y la no realizacioacuten de un estudio a futuro para la viabilidad delmismo lo que quiere decir que la malla vial de Colombia no fue disentildeada paramanejar los voluacutemenes de masa (entieacutendase masa por cada individuo o automoacutevilque transita a una hora y lugar especiacutefico)a los cuales se ve enfrentado a diarioLa problemaacutetica al cual el siguiente proyecto hace referencia es al mal fun-cionamiento de la semaforizacioacuten existente en el paiacutes enfocaacutendose al aacuterea detrabajo del grupo JAMPIG un empresa especialista en las ITS (sistema de trans-porte inteligente por sus siglas en ingleacutes)[2] los semaacuteforos son dispositivos eleacutec-tricos que controlan el traacutefico vehicular bajo una configuracioacuten de tres lucesuna roja para detenerse una amarilla intermedia y una verde para avanzar[3]aunque dichos dispositivos nacieron para controlar el traacutefico actualmente no re-suelven del todo el problema debido a la mala sincronizacioacuten entre semaacuteforos ya que los sistemas actuales no toman en cuenta el flujo de autos y de peatoneses decir no son sistemas adaptativos por dar un ejemplo al momento en que elsistema se cae este no tiene una contingencia raacutepida sino hasta que los operariosde la compantildeiacutea lleguen a realizar el mantenimiento o la reparacioacuten ademaacutes elcontrolador requiere toda una infraestructura fiacutesica y una programacioacuten Asiacute queiquestCoacutemo incorporar un protocolo de comunicacioacuten orientado a las ITS sin realizarmayores cambios al moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del GRUPO JAMPIG y concapacidad de conectarse a las grandes centrales de gestioacuten semafoacuterica existentesen Colombia

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2 Justificacioacuten21 AmbientalAmbientalmente este proyecto estaacute enfocado a reducir el consumo de energiacuteaeleacutectrica dado que la alimentacioacuten requerida consiste en energiacutea solar la cual notiene un impacto sobre el medio ambiente puesto que en Colombia las princi-pales generadoras de energiacutea son de tipo hidraacuteulica (aprovecha la energiacutea poten-cial del agua) y caloriacutefica (ademaacutes de la combustioacuten de carboacuten tambieacuten requierevoluacutemenes de agua) Por otro lado se ve involucrado el hecho que entre menostiempo un automoacutevil permanezca detenido y encendido su motor disminuiriacutea laemisioacuten de CO2

22 EconoacutemicoEconoacutemicamente este proyecto tiende a automatizar algunos aspectos en el pro-ceso de semaforizar un cruce o una serie de cruces asiacute que el personal empleadopara tal tarea disminuiraacute uno de los aspectos por los que este fenoacutemeno ocur-riraacute es que la programacioacuten monitoreo y control preventivo de los semaacuteforosse realizara de forma remota Teniendo en cuenta que el sistema tiene como ali-mentacioacuten paneles fotovoltaicos el consumo de la red nacional de energiacutea es nulopor lo tanto no existe tal costo

23 AcadeacutemicoAcadeacutemicamente el sistema genera toda una investigacioacuten los sistemas de trasporteinteligente en Colombia no es un tema del diario vivir por lo tanto el proyectointenta cambiar algunos estaacutendares y adaptarlos a las condiciones colombianasuno de estos retos es el manejo en los protocolos (NTCIP SCOOTS SCATSOCIT ETChellip) de comunicacioacuten enfocados al transporte

24 SocialSe habla por aspecto social el reducir los tiempos de espera en un cruce y mejorarla movilidad que es un aspecto que hoy por hoy es nuestro dolor de cabeza enBogotaacute por colocar un ejemplo los accidentes viales son a diario un estudio dela universidad distrital hace referencia a los accidentes por localidad [4] en elcual se evidencia que los puntos focales de accidentes estaacuten asociados a conges-tiones de automoacuteviles dando como principales causas las condiciones de la viacuteaimprudencia de la gente y por uacuteltimo y en lo que se enfoca este documento malfuncionamiento de los semaacuteforos[5]

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Figure 21 Estadiacutestica promedio de fallas del sistema de semaforizacioacuten de BogotaacuteDC [5]

25 PersonalA nivel personal es un reto cumplir con las especificaciones solicitadas por lacompantildeiacutea al igual cumplir con este proyecto significa mejorar la movilidad en lospuntos en los cuales estaacute enfocado el grupo JAMPIG

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3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

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4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

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413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

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41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

61

Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

62

Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

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67

Contenido

Introduccioacuten 3

1 Planteamiento del Problema 4

2 Justificacioacuten 521 Ambiental 522 Econoacutemico 523 Acadeacutemico 524 Social 525 Personal 6

3 Objetivos 731 Objetivo General 732 Objetivos Especiacuteficos 7

4 Desarrollo Fase I 841 Generalidades 8

411 ITS 8412 Segmentos 8413 Intersecciones 9414 Flujo 9415 Velocidad 9416 Tiempo 9417 Ocupacioacuten 9418 Densidad 9419 Funcionalidad de un semaacuteforo 9

42 Software 10421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte 10422 Protocolo ZIGBEE 16

43 Hardware 19431 Antena GPRS 19432 Detectores de traacutefico 19

5 Desarrollo Fase II 2451 Requerimientos 2452 Capa de Transporte 25

521 TCP 25522 UDP 26

53 Capa de aplicacioacuten 27531 Problemas 27532 Soluciones planteadas 27

54 Capa de informacioacuten 35541 Aacuterbol de objetos 35542 Conexioacuten con base de datos 47543 Proteccioacuten de datos 48

1

55 Implementacioacuten completa 49551 Parte uno 49552 Parte dos 53

6 Desarrollo Fase III 54

7 Desarrollo Fase IV 5571 Moacutedulo RF 5572 Moacutedulo Potencia 56

721 Panel solar 56722 Bateriacutea 57723 Controlador de carga 58724 Caacutelculos necesarios 58

73 Moacutedulo LAN 59

8 Desarrollo Fase V 6181 Script desarrollado 6182 Pruebas 63

9 Conclusiones 65

Bibliografia 67

2

IntroduccioacutenEn el presente trabajo se abordaraacute la temaacutetica de sistemas de transporte in-teligente mas precisamente relacionados a los semaacuteforos inteligentes donde estosdispositivos han tenido una acelerada evolucioacuten en los uacuteltimos antildeos ayudandoa mejorar la movilidad en los puntos donde se han ubicado A partir de ello elpresente documento se centraraacute en un sistema de semaacuteforos ya implementado porel GRUPO JAMPIG al cual se le adaptoacute una base de datos local manejada desdeuna RASPBERRY pi 3 y dicho dispositivo se comunicaraacute a traveacutes de un moacutedemcon GPRS y haciendo uso de alguno de los protocolos existentes para dicho tipode sistema( los protocolos a estudiar seraacuten el NTCIP OCIT SCATS Cada unode estos estaacutendares fueron incorporados en sus lugares de procedencia y cada cualtiene unas ventajas y desventajas por lo tanto se hace necesario el anaacutelisis deestos sistemas) los cuales tambieacuten se analizaraacuten dentro del documento para asiacuteadoptar uno e implementarlo en el sistema planteado por la compantildeiacutea

3

1 Planteamiento del ProblemaEn los uacuteltimos antildeos se ha presentado un fenoacutemeno de crecimiento poblacional aun ritmo exorbitante y muy desordenado lo que trae consigo que las ciudades exis-tentes se expandan y que algunas aacutereas rurales se urbanicen ademaacutes es necesariouna red de infraestructura vial capaz de soportar un conjunto de automoacutevilesmotocicletas peatones y demaacutes formas de transporte Ya que un aspecto esconsecuencia del otro la cantidad de automoacuteviles por asiacute generalizar todo el par-que automotor colombiano se ha elevado a razoacuten del crecimiento poblacional ya la facilidad de acceder a los mismos aunque Colombia tiene un parque au-tomotor grande aun no es considerable con los de otros lugares del planeta[1]aparte de esto Colombia tiene un grave problema latente el cual consiste en lapoca planeacioacuten y la no realizacioacuten de un estudio a futuro para la viabilidad delmismo lo que quiere decir que la malla vial de Colombia no fue disentildeada paramanejar los voluacutemenes de masa (entieacutendase masa por cada individuo o automoacutevilque transita a una hora y lugar especiacutefico)a los cuales se ve enfrentado a diarioLa problemaacutetica al cual el siguiente proyecto hace referencia es al mal fun-cionamiento de la semaforizacioacuten existente en el paiacutes enfocaacutendose al aacuterea detrabajo del grupo JAMPIG un empresa especialista en las ITS (sistema de trans-porte inteligente por sus siglas en ingleacutes)[2] los semaacuteforos son dispositivos eleacutec-tricos que controlan el traacutefico vehicular bajo una configuracioacuten de tres lucesuna roja para detenerse una amarilla intermedia y una verde para avanzar[3]aunque dichos dispositivos nacieron para controlar el traacutefico actualmente no re-suelven del todo el problema debido a la mala sincronizacioacuten entre semaacuteforos ya que los sistemas actuales no toman en cuenta el flujo de autos y de peatoneses decir no son sistemas adaptativos por dar un ejemplo al momento en que elsistema se cae este no tiene una contingencia raacutepida sino hasta que los operariosde la compantildeiacutea lleguen a realizar el mantenimiento o la reparacioacuten ademaacutes elcontrolador requiere toda una infraestructura fiacutesica y una programacioacuten Asiacute queiquestCoacutemo incorporar un protocolo de comunicacioacuten orientado a las ITS sin realizarmayores cambios al moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del GRUPO JAMPIG y concapacidad de conectarse a las grandes centrales de gestioacuten semafoacuterica existentesen Colombia

4

2 Justificacioacuten21 AmbientalAmbientalmente este proyecto estaacute enfocado a reducir el consumo de energiacuteaeleacutectrica dado que la alimentacioacuten requerida consiste en energiacutea solar la cual notiene un impacto sobre el medio ambiente puesto que en Colombia las princi-pales generadoras de energiacutea son de tipo hidraacuteulica (aprovecha la energiacutea poten-cial del agua) y caloriacutefica (ademaacutes de la combustioacuten de carboacuten tambieacuten requierevoluacutemenes de agua) Por otro lado se ve involucrado el hecho que entre menostiempo un automoacutevil permanezca detenido y encendido su motor disminuiriacutea laemisioacuten de CO2

22 EconoacutemicoEconoacutemicamente este proyecto tiende a automatizar algunos aspectos en el pro-ceso de semaforizar un cruce o una serie de cruces asiacute que el personal empleadopara tal tarea disminuiraacute uno de los aspectos por los que este fenoacutemeno ocur-riraacute es que la programacioacuten monitoreo y control preventivo de los semaacuteforosse realizara de forma remota Teniendo en cuenta que el sistema tiene como ali-mentacioacuten paneles fotovoltaicos el consumo de la red nacional de energiacutea es nulopor lo tanto no existe tal costo

23 AcadeacutemicoAcadeacutemicamente el sistema genera toda una investigacioacuten los sistemas de trasporteinteligente en Colombia no es un tema del diario vivir por lo tanto el proyectointenta cambiar algunos estaacutendares y adaptarlos a las condiciones colombianasuno de estos retos es el manejo en los protocolos (NTCIP SCOOTS SCATSOCIT ETChellip) de comunicacioacuten enfocados al transporte

24 SocialSe habla por aspecto social el reducir los tiempos de espera en un cruce y mejorarla movilidad que es un aspecto que hoy por hoy es nuestro dolor de cabeza enBogotaacute por colocar un ejemplo los accidentes viales son a diario un estudio dela universidad distrital hace referencia a los accidentes por localidad [4] en elcual se evidencia que los puntos focales de accidentes estaacuten asociados a conges-tiones de automoacuteviles dando como principales causas las condiciones de la viacuteaimprudencia de la gente y por uacuteltimo y en lo que se enfoca este documento malfuncionamiento de los semaacuteforos[5]

5

Figure 21 Estadiacutestica promedio de fallas del sistema de semaforizacioacuten de BogotaacuteDC [5]

25 PersonalA nivel personal es un reto cumplir con las especificaciones solicitadas por lacompantildeiacutea al igual cumplir con este proyecto significa mejorar la movilidad en lospuntos en los cuales estaacute enfocado el grupo JAMPIG

6

3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

7

4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

8

413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

9

41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

10

42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

11

real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

12

Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

13

Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

15

Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

16

Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

18

Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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37

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38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

54

7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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55 Implementacioacuten completa 49551 Parte uno 49552 Parte dos 53

6 Desarrollo Fase III 54

7 Desarrollo Fase IV 5571 Moacutedulo RF 5572 Moacutedulo Potencia 56

721 Panel solar 56722 Bateriacutea 57723 Controlador de carga 58724 Caacutelculos necesarios 58

73 Moacutedulo LAN 59

8 Desarrollo Fase V 6181 Script desarrollado 6182 Pruebas 63

9 Conclusiones 65

Bibliografia 67

2

IntroduccioacutenEn el presente trabajo se abordaraacute la temaacutetica de sistemas de transporte in-teligente mas precisamente relacionados a los semaacuteforos inteligentes donde estosdispositivos han tenido una acelerada evolucioacuten en los uacuteltimos antildeos ayudandoa mejorar la movilidad en los puntos donde se han ubicado A partir de ello elpresente documento se centraraacute en un sistema de semaacuteforos ya implementado porel GRUPO JAMPIG al cual se le adaptoacute una base de datos local manejada desdeuna RASPBERRY pi 3 y dicho dispositivo se comunicaraacute a traveacutes de un moacutedemcon GPRS y haciendo uso de alguno de los protocolos existentes para dicho tipode sistema( los protocolos a estudiar seraacuten el NTCIP OCIT SCATS Cada unode estos estaacutendares fueron incorporados en sus lugares de procedencia y cada cualtiene unas ventajas y desventajas por lo tanto se hace necesario el anaacutelisis deestos sistemas) los cuales tambieacuten se analizaraacuten dentro del documento para asiacuteadoptar uno e implementarlo en el sistema planteado por la compantildeiacutea

3

1 Planteamiento del ProblemaEn los uacuteltimos antildeos se ha presentado un fenoacutemeno de crecimiento poblacional aun ritmo exorbitante y muy desordenado lo que trae consigo que las ciudades exis-tentes se expandan y que algunas aacutereas rurales se urbanicen ademaacutes es necesariouna red de infraestructura vial capaz de soportar un conjunto de automoacutevilesmotocicletas peatones y demaacutes formas de transporte Ya que un aspecto esconsecuencia del otro la cantidad de automoacuteviles por asiacute generalizar todo el par-que automotor colombiano se ha elevado a razoacuten del crecimiento poblacional ya la facilidad de acceder a los mismos aunque Colombia tiene un parque au-tomotor grande aun no es considerable con los de otros lugares del planeta[1]aparte de esto Colombia tiene un grave problema latente el cual consiste en lapoca planeacioacuten y la no realizacioacuten de un estudio a futuro para la viabilidad delmismo lo que quiere decir que la malla vial de Colombia no fue disentildeada paramanejar los voluacutemenes de masa (entieacutendase masa por cada individuo o automoacutevilque transita a una hora y lugar especiacutefico)a los cuales se ve enfrentado a diarioLa problemaacutetica al cual el siguiente proyecto hace referencia es al mal fun-cionamiento de la semaforizacioacuten existente en el paiacutes enfocaacutendose al aacuterea detrabajo del grupo JAMPIG un empresa especialista en las ITS (sistema de trans-porte inteligente por sus siglas en ingleacutes)[2] los semaacuteforos son dispositivos eleacutec-tricos que controlan el traacutefico vehicular bajo una configuracioacuten de tres lucesuna roja para detenerse una amarilla intermedia y una verde para avanzar[3]aunque dichos dispositivos nacieron para controlar el traacutefico actualmente no re-suelven del todo el problema debido a la mala sincronizacioacuten entre semaacuteforos ya que los sistemas actuales no toman en cuenta el flujo de autos y de peatoneses decir no son sistemas adaptativos por dar un ejemplo al momento en que elsistema se cae este no tiene una contingencia raacutepida sino hasta que los operariosde la compantildeiacutea lleguen a realizar el mantenimiento o la reparacioacuten ademaacutes elcontrolador requiere toda una infraestructura fiacutesica y una programacioacuten Asiacute queiquestCoacutemo incorporar un protocolo de comunicacioacuten orientado a las ITS sin realizarmayores cambios al moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del GRUPO JAMPIG y concapacidad de conectarse a las grandes centrales de gestioacuten semafoacuterica existentesen Colombia

4

2 Justificacioacuten21 AmbientalAmbientalmente este proyecto estaacute enfocado a reducir el consumo de energiacuteaeleacutectrica dado que la alimentacioacuten requerida consiste en energiacutea solar la cual notiene un impacto sobre el medio ambiente puesto que en Colombia las princi-pales generadoras de energiacutea son de tipo hidraacuteulica (aprovecha la energiacutea poten-cial del agua) y caloriacutefica (ademaacutes de la combustioacuten de carboacuten tambieacuten requierevoluacutemenes de agua) Por otro lado se ve involucrado el hecho que entre menostiempo un automoacutevil permanezca detenido y encendido su motor disminuiriacutea laemisioacuten de CO2

22 EconoacutemicoEconoacutemicamente este proyecto tiende a automatizar algunos aspectos en el pro-ceso de semaforizar un cruce o una serie de cruces asiacute que el personal empleadopara tal tarea disminuiraacute uno de los aspectos por los que este fenoacutemeno ocur-riraacute es que la programacioacuten monitoreo y control preventivo de los semaacuteforosse realizara de forma remota Teniendo en cuenta que el sistema tiene como ali-mentacioacuten paneles fotovoltaicos el consumo de la red nacional de energiacutea es nulopor lo tanto no existe tal costo

23 AcadeacutemicoAcadeacutemicamente el sistema genera toda una investigacioacuten los sistemas de trasporteinteligente en Colombia no es un tema del diario vivir por lo tanto el proyectointenta cambiar algunos estaacutendares y adaptarlos a las condiciones colombianasuno de estos retos es el manejo en los protocolos (NTCIP SCOOTS SCATSOCIT ETChellip) de comunicacioacuten enfocados al transporte

24 SocialSe habla por aspecto social el reducir los tiempos de espera en un cruce y mejorarla movilidad que es un aspecto que hoy por hoy es nuestro dolor de cabeza enBogotaacute por colocar un ejemplo los accidentes viales son a diario un estudio dela universidad distrital hace referencia a los accidentes por localidad [4] en elcual se evidencia que los puntos focales de accidentes estaacuten asociados a conges-tiones de automoacuteviles dando como principales causas las condiciones de la viacuteaimprudencia de la gente y por uacuteltimo y en lo que se enfoca este documento malfuncionamiento de los semaacuteforos[5]

5

Figure 21 Estadiacutestica promedio de fallas del sistema de semaforizacioacuten de BogotaacuteDC [5]

25 PersonalA nivel personal es un reto cumplir con las especificaciones solicitadas por lacompantildeiacutea al igual cumplir con este proyecto significa mejorar la movilidad en lospuntos en los cuales estaacute enfocado el grupo JAMPIG

6

3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

7

4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

8

413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

9

41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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IntroduccioacutenEn el presente trabajo se abordaraacute la temaacutetica de sistemas de transporte in-teligente mas precisamente relacionados a los semaacuteforos inteligentes donde estosdispositivos han tenido una acelerada evolucioacuten en los uacuteltimos antildeos ayudandoa mejorar la movilidad en los puntos donde se han ubicado A partir de ello elpresente documento se centraraacute en un sistema de semaacuteforos ya implementado porel GRUPO JAMPIG al cual se le adaptoacute una base de datos local manejada desdeuna RASPBERRY pi 3 y dicho dispositivo se comunicaraacute a traveacutes de un moacutedemcon GPRS y haciendo uso de alguno de los protocolos existentes para dicho tipode sistema( los protocolos a estudiar seraacuten el NTCIP OCIT SCATS Cada unode estos estaacutendares fueron incorporados en sus lugares de procedencia y cada cualtiene unas ventajas y desventajas por lo tanto se hace necesario el anaacutelisis deestos sistemas) los cuales tambieacuten se analizaraacuten dentro del documento para asiacuteadoptar uno e implementarlo en el sistema planteado por la compantildeiacutea

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1 Planteamiento del ProblemaEn los uacuteltimos antildeos se ha presentado un fenoacutemeno de crecimiento poblacional aun ritmo exorbitante y muy desordenado lo que trae consigo que las ciudades exis-tentes se expandan y que algunas aacutereas rurales se urbanicen ademaacutes es necesariouna red de infraestructura vial capaz de soportar un conjunto de automoacutevilesmotocicletas peatones y demaacutes formas de transporte Ya que un aspecto esconsecuencia del otro la cantidad de automoacuteviles por asiacute generalizar todo el par-que automotor colombiano se ha elevado a razoacuten del crecimiento poblacional ya la facilidad de acceder a los mismos aunque Colombia tiene un parque au-tomotor grande aun no es considerable con los de otros lugares del planeta[1]aparte de esto Colombia tiene un grave problema latente el cual consiste en lapoca planeacioacuten y la no realizacioacuten de un estudio a futuro para la viabilidad delmismo lo que quiere decir que la malla vial de Colombia no fue disentildeada paramanejar los voluacutemenes de masa (entieacutendase masa por cada individuo o automoacutevilque transita a una hora y lugar especiacutefico)a los cuales se ve enfrentado a diarioLa problemaacutetica al cual el siguiente proyecto hace referencia es al mal fun-cionamiento de la semaforizacioacuten existente en el paiacutes enfocaacutendose al aacuterea detrabajo del grupo JAMPIG un empresa especialista en las ITS (sistema de trans-porte inteligente por sus siglas en ingleacutes)[2] los semaacuteforos son dispositivos eleacutec-tricos que controlan el traacutefico vehicular bajo una configuracioacuten de tres lucesuna roja para detenerse una amarilla intermedia y una verde para avanzar[3]aunque dichos dispositivos nacieron para controlar el traacutefico actualmente no re-suelven del todo el problema debido a la mala sincronizacioacuten entre semaacuteforos ya que los sistemas actuales no toman en cuenta el flujo de autos y de peatoneses decir no son sistemas adaptativos por dar un ejemplo al momento en que elsistema se cae este no tiene una contingencia raacutepida sino hasta que los operariosde la compantildeiacutea lleguen a realizar el mantenimiento o la reparacioacuten ademaacutes elcontrolador requiere toda una infraestructura fiacutesica y una programacioacuten Asiacute queiquestCoacutemo incorporar un protocolo de comunicacioacuten orientado a las ITS sin realizarmayores cambios al moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del GRUPO JAMPIG y concapacidad de conectarse a las grandes centrales de gestioacuten semafoacuterica existentesen Colombia

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2 Justificacioacuten21 AmbientalAmbientalmente este proyecto estaacute enfocado a reducir el consumo de energiacuteaeleacutectrica dado que la alimentacioacuten requerida consiste en energiacutea solar la cual notiene un impacto sobre el medio ambiente puesto que en Colombia las princi-pales generadoras de energiacutea son de tipo hidraacuteulica (aprovecha la energiacutea poten-cial del agua) y caloriacutefica (ademaacutes de la combustioacuten de carboacuten tambieacuten requierevoluacutemenes de agua) Por otro lado se ve involucrado el hecho que entre menostiempo un automoacutevil permanezca detenido y encendido su motor disminuiriacutea laemisioacuten de CO2

22 EconoacutemicoEconoacutemicamente este proyecto tiende a automatizar algunos aspectos en el pro-ceso de semaforizar un cruce o una serie de cruces asiacute que el personal empleadopara tal tarea disminuiraacute uno de los aspectos por los que este fenoacutemeno ocur-riraacute es que la programacioacuten monitoreo y control preventivo de los semaacuteforosse realizara de forma remota Teniendo en cuenta que el sistema tiene como ali-mentacioacuten paneles fotovoltaicos el consumo de la red nacional de energiacutea es nulopor lo tanto no existe tal costo

23 AcadeacutemicoAcadeacutemicamente el sistema genera toda una investigacioacuten los sistemas de trasporteinteligente en Colombia no es un tema del diario vivir por lo tanto el proyectointenta cambiar algunos estaacutendares y adaptarlos a las condiciones colombianasuno de estos retos es el manejo en los protocolos (NTCIP SCOOTS SCATSOCIT ETChellip) de comunicacioacuten enfocados al transporte

24 SocialSe habla por aspecto social el reducir los tiempos de espera en un cruce y mejorarla movilidad que es un aspecto que hoy por hoy es nuestro dolor de cabeza enBogotaacute por colocar un ejemplo los accidentes viales son a diario un estudio dela universidad distrital hace referencia a los accidentes por localidad [4] en elcual se evidencia que los puntos focales de accidentes estaacuten asociados a conges-tiones de automoacuteviles dando como principales causas las condiciones de la viacuteaimprudencia de la gente y por uacuteltimo y en lo que se enfoca este documento malfuncionamiento de los semaacuteforos[5]

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Figure 21 Estadiacutestica promedio de fallas del sistema de semaforizacioacuten de BogotaacuteDC [5]

25 PersonalA nivel personal es un reto cumplir con las especificaciones solicitadas por lacompantildeiacutea al igual cumplir con este proyecto significa mejorar la movilidad en lospuntos en los cuales estaacute enfocado el grupo JAMPIG

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3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

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4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

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413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

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41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

29

1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

30

3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

31

Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

32

Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

33

Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

34

Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

54

7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

62

Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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1 Planteamiento del ProblemaEn los uacuteltimos antildeos se ha presentado un fenoacutemeno de crecimiento poblacional aun ritmo exorbitante y muy desordenado lo que trae consigo que las ciudades exis-tentes se expandan y que algunas aacutereas rurales se urbanicen ademaacutes es necesariouna red de infraestructura vial capaz de soportar un conjunto de automoacutevilesmotocicletas peatones y demaacutes formas de transporte Ya que un aspecto esconsecuencia del otro la cantidad de automoacuteviles por asiacute generalizar todo el par-que automotor colombiano se ha elevado a razoacuten del crecimiento poblacional ya la facilidad de acceder a los mismos aunque Colombia tiene un parque au-tomotor grande aun no es considerable con los de otros lugares del planeta[1]aparte de esto Colombia tiene un grave problema latente el cual consiste en lapoca planeacioacuten y la no realizacioacuten de un estudio a futuro para la viabilidad delmismo lo que quiere decir que la malla vial de Colombia no fue disentildeada paramanejar los voluacutemenes de masa (entieacutendase masa por cada individuo o automoacutevilque transita a una hora y lugar especiacutefico)a los cuales se ve enfrentado a diarioLa problemaacutetica al cual el siguiente proyecto hace referencia es al mal fun-cionamiento de la semaforizacioacuten existente en el paiacutes enfocaacutendose al aacuterea detrabajo del grupo JAMPIG un empresa especialista en las ITS (sistema de trans-porte inteligente por sus siglas en ingleacutes)[2] los semaacuteforos son dispositivos eleacutec-tricos que controlan el traacutefico vehicular bajo una configuracioacuten de tres lucesuna roja para detenerse una amarilla intermedia y una verde para avanzar[3]aunque dichos dispositivos nacieron para controlar el traacutefico actualmente no re-suelven del todo el problema debido a la mala sincronizacioacuten entre semaacuteforos ya que los sistemas actuales no toman en cuenta el flujo de autos y de peatoneses decir no son sistemas adaptativos por dar un ejemplo al momento en que elsistema se cae este no tiene una contingencia raacutepida sino hasta que los operariosde la compantildeiacutea lleguen a realizar el mantenimiento o la reparacioacuten ademaacutes elcontrolador requiere toda una infraestructura fiacutesica y una programacioacuten Asiacute queiquestCoacutemo incorporar un protocolo de comunicacioacuten orientado a las ITS sin realizarmayores cambios al moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del GRUPO JAMPIG y concapacidad de conectarse a las grandes centrales de gestioacuten semafoacuterica existentesen Colombia

4

2 Justificacioacuten21 AmbientalAmbientalmente este proyecto estaacute enfocado a reducir el consumo de energiacuteaeleacutectrica dado que la alimentacioacuten requerida consiste en energiacutea solar la cual notiene un impacto sobre el medio ambiente puesto que en Colombia las princi-pales generadoras de energiacutea son de tipo hidraacuteulica (aprovecha la energiacutea poten-cial del agua) y caloriacutefica (ademaacutes de la combustioacuten de carboacuten tambieacuten requierevoluacutemenes de agua) Por otro lado se ve involucrado el hecho que entre menostiempo un automoacutevil permanezca detenido y encendido su motor disminuiriacutea laemisioacuten de CO2

22 EconoacutemicoEconoacutemicamente este proyecto tiende a automatizar algunos aspectos en el pro-ceso de semaforizar un cruce o una serie de cruces asiacute que el personal empleadopara tal tarea disminuiraacute uno de los aspectos por los que este fenoacutemeno ocur-riraacute es que la programacioacuten monitoreo y control preventivo de los semaacuteforosse realizara de forma remota Teniendo en cuenta que el sistema tiene como ali-mentacioacuten paneles fotovoltaicos el consumo de la red nacional de energiacutea es nulopor lo tanto no existe tal costo

23 AcadeacutemicoAcadeacutemicamente el sistema genera toda una investigacioacuten los sistemas de trasporteinteligente en Colombia no es un tema del diario vivir por lo tanto el proyectointenta cambiar algunos estaacutendares y adaptarlos a las condiciones colombianasuno de estos retos es el manejo en los protocolos (NTCIP SCOOTS SCATSOCIT ETChellip) de comunicacioacuten enfocados al transporte

24 SocialSe habla por aspecto social el reducir los tiempos de espera en un cruce y mejorarla movilidad que es un aspecto que hoy por hoy es nuestro dolor de cabeza enBogotaacute por colocar un ejemplo los accidentes viales son a diario un estudio dela universidad distrital hace referencia a los accidentes por localidad [4] en elcual se evidencia que los puntos focales de accidentes estaacuten asociados a conges-tiones de automoacuteviles dando como principales causas las condiciones de la viacuteaimprudencia de la gente y por uacuteltimo y en lo que se enfoca este documento malfuncionamiento de los semaacuteforos[5]

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Figure 21 Estadiacutestica promedio de fallas del sistema de semaforizacioacuten de BogotaacuteDC [5]

25 PersonalA nivel personal es un reto cumplir con las especificaciones solicitadas por lacompantildeiacutea al igual cumplir con este proyecto significa mejorar la movilidad en lospuntos en los cuales estaacute enfocado el grupo JAMPIG

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3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

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4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

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413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

9

41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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38

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

64

9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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2 Justificacioacuten21 AmbientalAmbientalmente este proyecto estaacute enfocado a reducir el consumo de energiacuteaeleacutectrica dado que la alimentacioacuten requerida consiste en energiacutea solar la cual notiene un impacto sobre el medio ambiente puesto que en Colombia las princi-pales generadoras de energiacutea son de tipo hidraacuteulica (aprovecha la energiacutea poten-cial del agua) y caloriacutefica (ademaacutes de la combustioacuten de carboacuten tambieacuten requierevoluacutemenes de agua) Por otro lado se ve involucrado el hecho que entre menostiempo un automoacutevil permanezca detenido y encendido su motor disminuiriacutea laemisioacuten de CO2

22 EconoacutemicoEconoacutemicamente este proyecto tiende a automatizar algunos aspectos en el pro-ceso de semaforizar un cruce o una serie de cruces asiacute que el personal empleadopara tal tarea disminuiraacute uno de los aspectos por los que este fenoacutemeno ocur-riraacute es que la programacioacuten monitoreo y control preventivo de los semaacuteforosse realizara de forma remota Teniendo en cuenta que el sistema tiene como ali-mentacioacuten paneles fotovoltaicos el consumo de la red nacional de energiacutea es nulopor lo tanto no existe tal costo

23 AcadeacutemicoAcadeacutemicamente el sistema genera toda una investigacioacuten los sistemas de trasporteinteligente en Colombia no es un tema del diario vivir por lo tanto el proyectointenta cambiar algunos estaacutendares y adaptarlos a las condiciones colombianasuno de estos retos es el manejo en los protocolos (NTCIP SCOOTS SCATSOCIT ETChellip) de comunicacioacuten enfocados al transporte

24 SocialSe habla por aspecto social el reducir los tiempos de espera en un cruce y mejorarla movilidad que es un aspecto que hoy por hoy es nuestro dolor de cabeza enBogotaacute por colocar un ejemplo los accidentes viales son a diario un estudio dela universidad distrital hace referencia a los accidentes por localidad [4] en elcual se evidencia que los puntos focales de accidentes estaacuten asociados a conges-tiones de automoacuteviles dando como principales causas las condiciones de la viacuteaimprudencia de la gente y por uacuteltimo y en lo que se enfoca este documento malfuncionamiento de los semaacuteforos[5]

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Figure 21 Estadiacutestica promedio de fallas del sistema de semaforizacioacuten de BogotaacuteDC [5]

25 PersonalA nivel personal es un reto cumplir con las especificaciones solicitadas por lacompantildeiacutea al igual cumplir con este proyecto significa mejorar la movilidad en lospuntos en los cuales estaacute enfocado el grupo JAMPIG

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3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

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4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

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413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

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41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

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Figure 21 Estadiacutestica promedio de fallas del sistema de semaforizacioacuten de BogotaacuteDC [5]

25 PersonalA nivel personal es un reto cumplir con las especificaciones solicitadas por lacompantildeiacutea al igual cumplir con este proyecto significa mejorar la movilidad en lospuntos en los cuales estaacute enfocado el grupo JAMPIG

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3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

7

4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

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413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

9

41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

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13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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3 Objetivos31 Objetivo GeneralImplementar uno de los protocolos de comunicacioacuten enfocados a las ITS (NTCIPOCIT SCATS) en uno de los moacutedulos semafoacutericos tipo maestro del GRUPOJAMPIG capaz de conectarse a traveacutes del espectro electromagneacutetico para sumonitorizacioacuten y control a una central semafoacuterica que posea el protocolo selec-cionado

32 Objetivos Especiacuteficos321 Analizar estudiar y evaluar los protocolos de comunicacioacuten orientados alas ITS322 Seleccionar e implementar el estaacutendar a utilizar323 Actualizar el firmware de la central de control para dar paso al protocoloseleccionado324 Verificar ajustar e integrar los moacutedulos existentes del dispositivo semafoacutericotipo maestro junto con el protocolo incorporado325 Validar la conexioacuten del moacutedulo semafoacuterico tipo maestro del grupo JAMPIGa una central de control semafoacuterica que trabaja bajo el protocolo utilizado

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4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

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413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

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41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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4 Desarrollo Fase IPara desarrollar la primera fase la cual esta orientada al estudio de las ITS yacerca de los protocolos de gestioacuten de semaacuteforos existentes es necesario empezarpor la definicion de cada uno de estos aspectos

41 Generalidades411 ITSLos sistemas inteligentes de transporte pueden ser definidos como el matrimonioentre los avances en tecnologiacuteas de informacioacuten y sistemas de comunicacioacuten conlos vehiacuteculos y redes de caminos que forman parte del sistema de transporteTambieacuten pueden definirse como la optimizacioacuten de las funciones propias de loselementos baacutesicos del Traacutensito ndash Infraestructura Vial (calles y caminos) y Vehiacutecu-los ndash mediante la aplicacioacuten de tecnologiacuteas avanzadas que interrelacionan taleselementos Existen dos elementos fundamentales en los Sistemas Inteligentes deTransporte el primero es la capa loacutegica compuesta por las funciones y los procesosy el segundo es la capa fiacutesica donde se encuentran los sistemas y las tecnologiacuteasEn ambos casos existe una coherencia con la definicioacuten de los servicios o aplica-ciones ITS que se asocia a un marco normativo de referencia [6]

Figure 41 Estructura basica de los ITS [5]

412 SegmentosCaracterizados por su longitud nuacutemero de carriles elemento de la red en el quecomienza y elemento en el que finaliza Soacutelo se considera un sentido de traacuteficopor segmento por lo que una calle puede estar constituida por varios segmentostanto para expresar los dos sentidos de circulacioacuten (cuando ambos esteacuten presentes)como las intersecciones que atraviesan [7]

8

413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

9

41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

10

42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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413 InterseccionesSon los elementos que principalmente definen los comienzos y finales de los seg-mentos y estaacute determinado por la unioacuten de dos o maacutes segmentos Es aquiacute dondeseraacute necesario definir el derecho de paso de unos sentidos o direcciones respectode otros permitiendo realizar los cambios de direccioacuten en el flujo de traacutefico deuna forma eficiente y segura[7]

414 FlujoEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de tiempo en un determinado segmento[7]

415 VelocidadDistancia recorrida por unidad de tiempo La velocidad a la que circulan losvehiacuteculos es un dato importante para medir el nivel de congestioacuten que existe[7]

416 TiempoEs el tiempo de viaje sobre un segmento del camino conocido Esta medida esobtenida dividiendo el largo de la calle entre la velocidad media en recorrer lacalle en el caso de los vehiacuteculos o en atravesarla en el caso de los peatones[7]

417 OcupacioacutenEs el porcentaje de tiempo que en un segmento de una ruta es ocupado porvehiacuteculos[7]

418 DensidadEs la cantidad de vehiacuteculos por unidad de distancia en un periodo de tiempo[7]

419 Funcionalidad de un semaacuteforo4191 Operacioacuten constante

Las indicaciones de rojo y verde son temporizadas a valores constantes calculadosmediante el anaacutelisis del comportamiento histoacuterico del traacutefico en la interseccioacutenEste tipo de operacioacuten asume que los patrones de traacutefico pueden predecirse seguacutensea la hora del diacutea y por lo tanto no precisa de detectores de traacutefico en la inter-seccioacuten que regulan Este tipo de operacioacuten soacutelo suele ser utilizada cuando no sedispone de un presupuesto suficiente para implementar una operacioacuten flexible[8]

4192 Operacioacuten Flexible

Las intersecciones que operan de esta manera consisten de controladores de traacuteficoy detectores de vehiacuteculos colocados en las viacuteas proacuteximas a la interseccioacuten En unaoperacioacuten flexible se tiene que calcular la duracioacuten de los intervalos de verde Losintervalos de verde pueden finalizar en una de las siguientes cuatro formas[9]

9

41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

10

42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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41921 Alcance del tiempo maacuteximo de tiempo verde (timing out)El intervalo se acaba cuando se alcanza un tiempo maacuteximo de verde previamenteestablecido[9]

41922 Disminucioacuten sensible del flujo de traacutefico en las proximidadesde la interseccioacuten (gapping out) Cuando se presenta un flujo ligero de traacuteficoque es menor que un cierto valor umbral previamente establecido[9]

41923 Finalizacioacuten por orden del sistema (force-off) Cuando un sis-tema de semaacuteforos es parte de un sistema coordinado el sistema mantiene lasentildeal en espera con la operacioacuten indicada[9]

41924 La sentildeal es expulsada Cuando un vehiacuteculo prioritario por ejem-plo una ambulancia o un coche de bomberos se aproxima a la interseccioacuten losintervalos de verde asociados a movimientos no prioritarios deben de terminar enfavor de los que estaacuten asociados a esos movimientos prioritarios[9]

42 Software421 Protocolos de comunicacioacuten enfocados al transporte4211 NTCIP (Estados Unidos)

El NTCIP es un proyecto de estandarizacioacuten conjunta de la AASHTO ITE yNEMA Oficina del Secretario Adjunto de Investigacioacuten y Tecnologiacutea NTCIPes una familia de estaacutendares de comunicacioacuten para transmitir datos y mensajesentre el ordenador sistemas utilizados en los Sistemas de Transporte Inteligente(ITS) Un estaacutendar de comunicaciones especifica un conjunto de reglas para losmensajes de coacutemo se codifican y se transmiten entre los dispositivos electroacutenicosEl equipo en cada final de una transmisioacuten de datos utiliza la misma especifi-cacioacuten para comunicarse con eacutexito Es un poco como las lenguas del ser humanodado que tienen unas reglas para el alfabeto vocabulario y gramaacutetica para unidioma especifico [10] Dicho sistema cuenta con varias versiones sobre el mismodesarrollo fue implementado por compantildeiacuteas estadounidenses dentro del mismopaiacutes este sistema cuenta con varias caracteriacutesticas

42111 Interoperabilidad La interoperatividad refleja la capacidad de muacutelti-ples sistemas y dispositivos de diferentes tipos de centros de intercambio informa-cioacuten para un propoacutesito comuacuten La interoperabilidad permite que los componentesdel sistema de diferentes proveedores para comunicarse entre siacute para proporcionarlas funciones del sistema y para trabajar juntos como un sistema completo Porejemplo utilizando la infraestructura mismas comunicaciones para interconectarun sistema de gestioacuten con el traacutefico controladores de sentildeal sentildeales de mensajesdinaacutemicos controles de vigilancia de viacutedeo y otros dispositivos para gestionar eltraacutefico refleja un ejemplo real mundo de interoperabilidad

10

42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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42112 Intercambiabilidad La intercambiabilidad refleja la capacidad deintercambiar dispositivos del mismo tipo en la misma canal de comunicacionesy que dichos dispositivos interactuar con otros dispositivos del mismo tipo queutiliza funciones basadas en estaacutendares Con capacidad de intercambio los com-ponentes del sistema pueden modificarse a cabo (conmutada) con componentessimilares de diferentes fabricantes ya que poseen comuacuten funcional y fiacutesica car-acteriacutesticas Un ejemplo de intercambiabilidad es un controlador de sentildeales dediferentes fabricantes que interactuacutean entre siacute para proporcionar la coordinacioacutende sentildeales de traacutefico a lo largo de un camino pasante arterial[16]

42113 Centro de Campo (C2F) Comunicaciones NTCIP proporcionaestaacutendares de comunicaciones de dos tipos diferentes para sus comunicaciones Elprimer tipo es entre un sistema central y muacuteltiples dispositivos de control o devigilancia gestionado por la central Un ejemplo de un sistema central es un orde-nador en el seguimiento y el control de la operacioacuten de controladores basados enmicroprocesadores de carretera para las sentildeales de traacutefico dentro de una ciudadEl sistema central puede enviar instrucciones a los controladores de semaacuteforospara cambiar configuraciones de cronometraje las condiciones de circulacioacuten y elenvio de informacioacuten de los estados del traacutefico a la computadora Otros ejemplosde este tipo de comunicaciones incluyen

bull Un sistema de transporte a bordo del vehiacuteculo se comunica con un disposi-tivo de sentildeales de traacutefico para facilitar la prioridad de traacutensito

bull Un sistema de gestioacuten de la autopista que comunica con los detectores ymedidores de rampa en las autopistas

bull El control de sistema de gestioacuten de traacutefico de un camino de iluminacioacutencircuito cerrado de televisioacuten (CCTV) las sentildeales de mensajes dinaacutemicostransmisores de radio de asesoramiento sensores ambientales y estacionesde volumen de traacutefico en las carreteras

Como la mayoriacutea de aplicaciones de este tipo implican un sistema de centro dela comunicacioacuten con varios dispositivos en la carretera o en los vehiacuteculos de laagencia este tipo de comunicacioacuten se denomina rdquocentro de campordquo (C2F) Losprotocolos NTCIP destinados a esta aplicacioacuten se utiliza a menudo en un entornodonde un sistema de centro rutinariamente encuesta cada dispositivo de campocomo en el caso maacutes comuacuten de muacuteltiples dispositivos de campo se suele compartirun canal de comunicaciones

42114 Centro de Centro de Comunicaciones (C2C) El segundo tipode comunicacioacuten implica los mensajes enviados entre dos o maacutes sistemas de cen-tro Este tipo de comunicacioacuten se denomina centro a centro de comunicaciones(C2C) aunque dos o maacutes de los diversos sistemas pueden de hecho estar situadosdentro de la misma rdquocentralrdquo o edificio son loacutegicamente separados C2C implicacomunicaciones de igual a igual entre cualquier nuacutemero de sistemas de centrosen un muchos a muchos de una red Este tipo de comunicacioacuten es similar a laInternet en que cualquier centro puede solicitar informacioacuten de o proporcionarinformacioacuten a cualquier nuacutemero de otros centros Un ejemplo de las comunica-ciones C2C es de dos centros de gestioacuten de traacutefico que intercambian en tiempo

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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real informacioacuten sobre el inventario y el estado de los dispositivos de control detraacutefico Esto permite que cada sistema de centro sabe queacute plan de tiempo porejemplo el otro sistema central estaacute en marcha para permitir la coordinacioacuten desentildeales de traacutefico allaacute de las fronteras geograacuteficas del centro [17]

Figure 42 Propiedades e imteroperatividad e intercambiabilidad de NTCIP[10]

Figure 43 NTCIP Framework [10]

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 44 Mapa capas OSI a capas NTCIP [10]

4212 SCATS (Australia)

SCATS no requiere la intervencioacuten del operador para su funcionamiento del diacuteaa diacutea Sin embargo los operadores tienen acceso instantaacuteneo a la informacioacutende flujo de traacutefico estado del sistema y fallos hasta el nivel de una sola laacutemparafundida SCATS se adapta a las exigencias de cambio de los flujos de traacuteficoPor ejemplo se puede adoptar una estrategia para eliminar las cargas de traacuteficorepentino e impredecible tales como los cambios de clima deportes y eventospuacuteblicos y conciertosTambieacuten supervisa las condiciones cambiantes de traacuteficoque se producen en el traacutefico normal o especialmente cuando hay una averiacuteaaccidente u obras viales o condiciones meteoroloacutegicas adversasSe ajusta contin-uamente a cambios de tiempo en la sentildeal para optimizar el flujo por medicioacutende la densidad de vehiacuteculos en cada carril [11] Se compone de tres niveles uncomputador central para realizar la monitorizacioacuten del sistema global computa-dores regionales remotos o locales y controladores locales de sentildeales de traacutefico Suobjetivo es la reduccioacuten de paradas y retraso mejorando los tiempos de las rutasEl computador central permite el acceso a los computadores regionales para larecogida de datos de traacutefico datos de entrada y acciones de monitorizacioacuten[16]

4213 OCIT (Alemania)

Significa interfaz abierta de sistemas de control de comunicacioacuten de traacutefico cen-tro a centro OCIT cubre las funciones para la comunicacioacuten entre los sistemascentrales de control de traacutefico y el encaminamiento del traacutefico OCIT estaacute orien-tado a las necesidades praacutecticas Debido a los bajos costos de implementacioacuten suuso tambieacuten es adecuado para soluciones con presupuestos limitados [12] Para elsistema OCIT el cual fue incorporado en algunas ciudades de Alemania se tienenlas siguientes caracteriacutesticas

bull Protocolo de conversioacuten basado en el estaacutendar SOAP con un simple pa-troacuten de peticioacuten-respuesta en la comunicacioacuten (recuperacioacuten directa de los

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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38

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 45 Sensores para sistema SCATS [19]

Figure 46 Esquema Baacutesico del protocolo SCATS [19]

datos)

bull Definicioacuten de un modelo de datos global en la regioacuten de datos de proceso queabarca todas las ramas del sistema de enrutamiento de control de traacutefico y eltraacutefico el uso de la OCIT-I modelo de datos para los SAT La funcionalidaddel modelo de datos de la OCIT-I es retratado en su totalidad

bull Integracioacuten de sistemas y los ajustes deseados se regulan previamente comoparte de la planificacioacuten del proyecto

bull Pruebas de conformidad del protocolo se llevan a cabo en un entorno deprueba que se proporciona el uso de OCIT Las pruebas de todas las im-plementaciones de protocolo (contenido y datos) se llevan a cabo sobre unabase de proyecto por proyecto

bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

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bull Las actualizaciones incluyen componentes de DATEX II pueden ser posiblesdependiendo de retomar proyecto de requisitos

La interfaz de comunicacioacuten debe aplicarse de la misma manera en todas lasunidades centrales Para ello el protocolo SOAP se utiliza como una interfaz decomunicacioacuten de nivel superior a traveacutes de la cual toda la comunicacioacuten se lleva acabo La forma descrita aquiacute se designa como un protocolo OCIT-C Esta interfazOCIT-C estaacute abierta y se puede utilizar en diversos sistemas en su mayor parteen el aacuterea de los sistemas de control de traacutefico Es el propoacutesito de este documentopara describir el protocolo OCIT-C y su uso No se va a describir los datosestructurales de los datos a transmitir Esto se describe en el documento rdquoOCIT-C de datosrdquo Este sistema se incorpora bajo el siguiente esquema de conexioacuten y deinteractividad [18] El siguiente graacutefico muestra como se comunica los servidores

Figure 47 Esquema general de OCIT-C [12]

con los clientes siendo una interactividad de tipo bidireccional En resumidascuentas y palabras el protocolo se describe como 4 capas al estilo del protocoloOSI[18]

4214 El sistema SCOOT

(Teacutecnica de Optimizacioacuten de los valores de Desplazamiento Ciclo y Giro) sefundamenta en la experiencia aportada por la Red de Traacutefico TRANSYT Lopositivo de este sistema es que realiza una optimizacioacuten a tres niveles girociclo y desplazamiento Utiliza los datos de los detectores de desplazamientonormalmente detectores de lazo enterrados en el pavimento Mide el traacutefico entiempo real y desarrolla un modelo de flujo de demanda a cada interseccioacuten Estasecuencia se contrasta con el flujo de salida y de vehiacuteculos encolados Los ajustestemporales son pequentildeos y no se adaptan a los picos de traacutefico salvo que seaun aumento continuo Este modelo es utilizado en grandes urbes como TorontoMadrid Reino Unido y para el caso colombiano en Cartagena[16]

15

Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

16

Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

18

Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

33

Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

34

Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Figure 48 Estado regular de la comunicacioacuten [18]

Figure 49 Capas cliente- servidor OCIT-C [18]

422 Protocolo ZIGBEEZigBee es un estaacutendar de comunicaciones inalaacutembricas disentildeado por la ZigBeeAlliance Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implemen-tadas por cualquier fabricante ZigBee estaacute basado en el estaacutendar IEEE 802154de redes inalaacutembricas de aacuterea personal (wireless personal aacuterea Newark WPAN)y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras conbaja tasa de enviacuteo de datos y maximizacioacuten de la vida uacutetil de sus bateriacuteas[13]ZigBee tambieacuten conocido como rdquoHomeRF Literdquo es una tecnologiacutea inalaacutembricacon velocidades comprendidas entre 20 kBs y 250 kBsmiddot Los rangos de alcanceson de 10 m a 75 m[13]

bull Puede usar las bandas libres ISM (6) de 24 GHz (Mundial) 868 MHz(Europa) y 915 MHz (EEUU)

bull Una red ZigBee puede estar formada por 255 nodos los cuales tienen la

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

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Figure 410 aplicaciones de la tecnologia ZIGBEE [13]

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de con-sumir menos energiacutea que otras tecnologiacuteas inalaacutembricas

bull Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado condos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 antildeos

bull La fabricacioacuten de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analoacutegicosde los que se necesitan habitualmente

bull Diferentes tipos de topologiacuteas como estrella punto a punto malla aacuterbol

bull Acceso de canal mediante CSMACA(7) (acceso muacuteltiple por deteccioacuten deportadora con evasioacuten de colisiones)

bull Escalabilidad de red ndash Un mejor soporte para las redes maacutes grandes ofre-ciendo maacutes opciones de gestioacuten flexibilidad y desempentildeo

bull Fragmentacioacuten ndash Nueva capacidad para dividir mensajes maacutes largos y per-mitir la interaccioacuten con otros protocolos y sistemas

bull Agilidad de frecuencia ndash Redes cambian los canales en forma dinaacutemica encaso que ocurran interferencias

bull Gestioacuten automatizada de direcciones de dispositivos

bull El conjunto fue optimizado para grandes redes con gestioacuten de red agregaday herramientas de configuracioacuten

bull Localizacioacuten grupal ndash Ofrece una optimizacioacuten adicional de traacutefico necesariapara las grandes redes

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

22

Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

28

3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

31

Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

32

Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

33

Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

34

Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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bull Instalacioacuten de servicio inalaacutembrico ndash El modulo fue mejorado con capaci-dades para poner en marcha el servicio inalaacutembrico

bull Recoleccioacuten centralizada de datos ndash El modulo fue sintonizado especiacutefica-mente para optimizar el flujo de informacioacuten en las grandes redes

4221 Ventajas

bull Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

bull Disentildeado para el direccionamiento de informacioacuten y la actualizacioacuten de lared

bull Opera en la banda libre de ISM 24 Ghz para conexiones inalaacutembricas

bull Oacuteptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos

bull Alojamiento de 16 bits a 64 bits de direccioacuten extendida

bull Reduce tiempos de espera en el enviacuteo y recepcioacuten de paquetes

bull Deteccioacuten de Energiacutea (ED)

bull Ciclo de trabajo miacutenimo - Proporciona larga duracioacuten de la bateriacutea

bull Soporte para muacuteltiples topologiacuteas de red Estaacutetica dinaacutemica estrella ymalla

bull Hasta 65000 nodos en una red

bull Cifrado AES de 128-bit - Provee conexiones seguras entre dispositivos

bull Son maacutes baratos y de construccioacuten maacutes sencilla

4222 Desventajas

bull La tasa de transferencia es muy baja

bull Solo manipula textos pequentildeos comparados con otras tecnologiacuteas

bull Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en to-dos sus aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferenciani la misma capacidad de soporte para nodos

bull Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalaacutembricas de tipo WPAN[13]

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 411 Estructura ZIGBEE [13]

43 Hardware431 Antena GPRSLas siglas GPRS vienes de las palabras inglesas General Packet Radio Service(Servicio general de paquetes viacutea radio en castellano) la cual permite comunicarseviacutea sateacutelite sin necesidad de cables ni conexioacuten fiacutesica a dos terminales moacuteviles ElGPRS permite pagar solo por la informacioacuten enviadarecibida Se basa en mandarla informacioacuten en pequentildeos paquetes es decir no enviar todo al mismo tiemposino por tramas y uacutenicamente cuando el canal estuviese libre aprovechando asiacutelos huecos del mismo Si la red estaacute muy cargada la trasmisioacuten podriacutea demorarsebastante[14]

432 Detectores de traacutefico4321 Detectores de presioacuten

Consisten en una plancha de caucho en cuyo interior se situacutean dos laacuteminas metaacuteli-cas muy cercanas entre siacute que establecen contacto cuando pasa un vehiacuteculo quesupera un cierto peso umbral sobre la plancha Todo este mecanismo estaacute ubicadoen la parte superior de una plataforma de hormigoacuten o metaacutelica que se empotra

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

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37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 412 Esquema de antena GPRS enviacuteo y recepcioacuten de informacioacuten [14]

en el pavimento Puede conseguirse una deteccioacuten direccional si en vez de las doslaacuteminas se ponen cuatro enfrentadas dos a dos [15]

4322 Detectores magneacuteticos

Detectan la distorsioacuten del campo magneacutetico producida por el paso sobre ellos deuna masa metaacutelica Estaacuten formados por un tubo metaacutelico en cuyo interior hay unnuacutecleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador Los detectores maacuteshabituales que emplean esta tecnologiacutea no son capaces de detectar la direccioacutendel movimiento por lo que se fueron incorporando mejoras en su disentildeo dandolugar a los llamados detectores magneacuteticos compensados formados por cuatronuacutecleos que permiten distinguir el sentido de la marcha de la masa metaacutelica quecircula sobre ellos[15]

4323 Detectores de lazo

Constituyen el tipo de detector maacutes utilizado en las viacuteas puacuteblicas actuales Suprincipio de funcionamiento se basa en emplear las caracteriacutesticas de un lazomagneacutetico situado sobre la superficie de la carretera y las fluctuaciones eleacutectricasproducidas por la aproximacioacuten de un objeto metaacutelico (que en este caso es unvehiacuteculo) para detectar su presencia y su paso Efectivamente mientras circulauna corriente alterna por el lazo metaacutelico situado sobre la carretera se crea uncampo magneacutetico de la misma frecuencia cerca de la superficie de la carretera Siun objeto metaacutelico entra en este campo magneacutetico entonces la induccioacuten mag-neacutetica causa corrientes sobre el objeto metaacutelico y como resultado se produce unavariacioacuten en la impedancia a la salida del lazo magneacutetico Cuando se detectaun cambio de impedancia se detecta un vehiacuteculo El cambio de inductancia

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

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13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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provocado por el paso de vehiacuteculos variacutea seguacuten el tipo de vehiacuteculo Este tipo dedetectores son maacutes sensitivos a vehiacuteculos pequentildeos que a vehiacuteculos de gran volu-men Entre las medidas que este tipo de detector de traacutefico puede proporcionardestacan las siguientes

bull Presencia de un vehiacuteculo

bull Tipo de vehiacuteculo (mediante el empleo de teacutecnicas de reconocimiento depatrones es posible diferenciar entre seis o maacutes tipos de vehiacuteculos)

bull Velocidad del vehiacuteculo (mediante el uso de lazos dobles)

bull Ocupacioacuten de los lazos

bull Intervalo de tiempo entre vehiacuteculos

4324 Detectores de Radar

Constan de un aparato emisor y otro receptor de ondas electromagneacuteticas y gen-eralmente se suspenden sobre la viacutea o se colocan lateralmente a ella En laactualidad se emplean dos tipos de detectores de radar de microondas en las apli-caciones de gestioacuten del traacutefico El primero transmite energiacutea electromagneacuteticaa una frecuencia constante midiendo la velocidad de los vehiacuteculos dentro de sucampo de visioacuten usando el principio Dopler en el que la diferencia de frecuenciaentre las sentildeales transmitidas y recibidas es proporcional a la velocidad del ve-hiacuteculo Por lo tanto la deteccioacuten de una variacioacuten en la frecuencia denota el pasode un vehiacuteculo Este tipo de sensor no puede detectar vehiacuteculos parados y porlo tanto no es adecuado para aplicaciones que precisan detectar la presencia devehiacuteculos tales como regulacioacuten de semaacuteforos o liacuteneas de parada obligatoria Elsegundo tipo de detector de radar de microondas transmite una onda en formade diente de sierra tambieacuten denominada onda continua modulada en frecuenciaque variacutea la frecuencia transmitida de forma continua en el tiempo Los vehiacutecu-los parados se detectan midiendo el rango desde el detector hasta el vehiacuteculo ytambieacuten calculando la velocidad del vehiacuteculo midiendo el tiempo que le lleva alvehiacuteculo viajar entre dos marcas internas que representan distancias conocidaspara el radar Al disponer de la caracteriacutestica de deteccioacuten de vehiacuteculos paradoseste detector suele denomina se radar de microondas de presencia real[15]

4325 Detector pasivo de infrarrojo

Este tipo de dispositivo es capaz de detectar el paso y la presencia de vehiacuteculospero no su velocidad Su meacutetodo de funcionamiento se basa en un detector sen-sitivo a la energiacutea de fotones colocado en un plano focal para medir la energiacuteainfrarroja emitida por los objetos en el campo de visioacuten del detector Los detec-tores pasivos no transmiten energiacutea por si mismos Cuando un vehiacuteculo entra enla zona de deteccioacuten produce un cambio en la energiacutea medida normalmente desdela superficie de la viacutea en la ausencia de vehiacuteculos El cambio en la energiacutea es pro-porcional a la temperatura absoluta del vehiacuteculo y la emisividad de la superficiemetaacutelica del vehiacuteculo (la emisividad es el cociente de la energiacutea emitida respectoal radiante perfecto de energiacutea a la misma temperatura) La diferencia de energiacutea

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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38

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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que es capaz de detectar este detector se reduce ante condiciones meteoroloacutegicasadversas (lluvia nieve niebla)[15]

4326 Detector activo de infrarrojo

Su funcionamiento es similar al de los detectores de radar por microondas Losmaacutes comunes utilizan un diodo laacuteser para emitir energiacutea en el espectro cercano alinfrarrojo una porcioacuten del cual vuelve al receptor del detector desde el vehiacuteculo desu campo de visioacuten Los detectores basados en el radar laacuteser pueden suministrarla presencia el paso y la velocidad de vehiacuteculos La medicioacuten de la velocidad serealiza anotando el tiempo que le lleva a un vehiacuteculo cruzar dos haces de infrarro-jos que estaacuten ubicados a una distancia conocida Algunos de estos detectores soncapaces de clasificar los vehiacuteculos contrastando las mediciones con unos ficherosmodelos [15]

4327 Detectores de ultrasonido

Los detectores ultrasoacutenicos emiten sonidos a una frecuencia entre los 25 kHz a los50 kHz (seguacuten sea el fabricante) Estas frecuencias no estaacuten en la franja audibleUna porcioacuten de la energiacutea transmitida se refleja desde la carretera o la superficiedel vehiacuteculo de nuevo al detector y se procesa para dar el paso y presencia devehiacuteculos Un detector tiacutepico de presencia ultrasoacutenico emite energiacutea ultrasoacutenicaen forma de pulsos El tiempo que le lleva al pulso dejar el detector chocarcontra la superficie y regresar al detector es proporcional al rango del detectora la superficie Cuando un vehiacuteculo se introduce en su campo de visioacuten se mideel rango desde el detector hasta el vehiacuteculo obtenieacutendose un rango menor que elproducido sobre la viacutea lo que produce en el detector una sentildeal de deteccioacuten devehiacuteculo [15]

4328 Detectores acuacutesticos pasivos

El traacutefico de vehiacuteculos produce una energiacutea acuacutestica o sonido audible desde unavariedad de fuentes dentro del vehiacuteculo y desde la interaccioacuten de los neumaacuteticosdel vehiacuteculo con la superficie de la viacutea Cuando un vehiacuteculo pasa por la zona dedeteccioacuten el algoritmo de procesado de sentildeales detecta un incremento respectoa la energiacutea del sonido y se genera una sentildeal de presencia de vehiacuteculo Cuandoel vehiacuteculo abandona la zona de deteccioacuten la energiacutea del sonido decrece hastapor debajo de un nivel de deteccioacuten umbral terminando la sentildeal de presencia devehiacuteculo[15]

4329 Procesadores de imaacutegenes de video

Estos detectores identifican los vehiacuteculos y sus paraacutemetros de flujo de traacutefico aso-ciados mediante el anaacutelisis de las imaacutegenes suministradas por caacutemaras de viacutedeoEstas imaacutegenes se digitalizan y se analizan para identificar los cambios observ-ables entre imaacutegenes sucesivas es decir los cambios de los niveles de contrasteentre piacutexeles adyacentes Por lo tanto estos detectores pueden suministrar in-formacioacuten sobre el paso presencia velocidad longitud y cambios de carriles devehiacuteculos seguacuten sea el tipo de teacutecnica de procesado de imaacutegenes utilizada[15]

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

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36

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37

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38

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 413 Configuracioacuten tiacutepica de gestioacuten de traacutefico Conexioacuten del centro decontrol con una interseccioacuten semaforizada para Bogotaacute DC [5]

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

33

Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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5 Desarrollo Fase IIDe acuerdo con la investigacioacuten realizada se decidioacute implementar el protocoloNTCIP ademaacutes de algunos cambios como el hecho que se trabajariacutea sobre unabase de datos ya con esto se comienza con definir que camino se utilizaraacute esdecir que item de cada capa se usaraacute

En este caso se utilizo el siguiente camino

Figure 51 Framework NTCIP

Al igual es necesario ver que requerimientos pide el protocolo para ser incor-porado

51 Requerimientosbull Los diaacutelogos o secuencias de mensajes personalizados deben rastrear cor-

rectamente los objetos NTCIP estaacutendar La agencia debe identificar lasrelaciones entre los objetos NTCIP utilizados para administrar los objetosNTCIP estaacutendar (incluyendo bloque y dinaacutemico)

bull La agencia no podraacute responder a mas de un dispositivo a la vez

bull Cada objeto se enviacutea en una trama independiente

bull Existen sentildeales que tienen relevancia dentro del sistema estas sentildeales sonlas de emergencia para informar a la agencia alguacuten cambio repentino en larutina preprogramada

bull La sincronizacioacuten se realiza una vez y luego solo informa los cambios uacutenicosque se presentan

bull Existen objetos libres donde se puede desarrollar items propios de la com-pantildeiacutea

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

31

Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

32

Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

33

Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

34

Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 52 Requerimientos [19]

En esta imagen se presenta los requerimientos que el protocolo sugiereya que la capa fiacutesica y de red no es necesario tocarlas estas no se desarrollan

en el trabajo se inicio con la capa de transporte luego la de aplicacioacuten y porultimo la de informacioacuten en ese orden de ideas se tiene

52 Capa de Transporte521 TCPPara esta parte se realizoacute un script en python de forma tal que desde la RASP-BERRY como cliente se conectara a traveacutes de este protocolo (TCPIP) a unservidor para el caso es necesario configurar la IP de ambos dispositivos paraque la operacioacuten fuese directa aparte es necesario un puerto de enlace

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

28

3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

30

3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

31

Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

32

Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

33

Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

34

Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 53 Servidor TCP

Figure 54 Cliente TCP

522 UDPComo el protocolo establece la posibilidad de conexioacuten tanto en TCP como enUDP por lo tanto se hace necesario un script en python que se encargue de latarea de comunicacioacuten a traveacutes de este segundo protocolo de igual forma quepara el TCP se hace necesario un IP y un puerto de enlace predeterminados

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

33

Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 55 Servidor UDP

Figure 56 Cliente UDP

53 Capa de aplicacioacutenEn esta capa se trabajo con el protocolo SNMP el cual significa Protocolo simplede administracioacuten de red y es un protocolo que les permite a los administradoresde red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red[22]Entre las operaciones que puede realizar esta SET para escribir y estaacuten WALKGETGET NEXT para lectura y un sistema de alertas denominado TRAPS

531 ProblemasAl generar un peticioacuten desde la central al agente y teniendo la trama seguacuten loslineamientos del protocolo no generaba la respuesta en la central En pocaspalabras no se podiacutea generar la trama de response por lo que se proponen variassoluciones que se describen a continuacioacuten

532 Soluciones planteadasEn primer lugar se intento realizar la captura de tramas en windows y al ver queno se solucionaba el problema se decidioacute realizar la implementacioacuten netamenteen linux

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

31

Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

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36

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37

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38

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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5321 Captura de tramas

Con este meacutetodo se planeo saber en que parte se cometiacutea el error y corregirlo yse procedioacute de la siguiente manera

53211 En windows En este sistema operativo se hizo uso de dos softwarepara la tarea MIB-BROWSER para trabajar el protocolo SNMP y HEacuteRCULESpara escuchar y visualizar las tramas y a la vez enviar la trama construida Seprocedioacute de la siguiente manera realizando peticiones con las operaciones baacutesicashacia el sistema propio es decir se redirige al puerto 161 del local host que es elpuerto predilecto para el protocolo SNMP

1 Se genera una peticioacuten del MIB-BROWSER al software Heacutercules

Figure 57 Peticioacuten desde MIB-BROWSER hacia HERCULES

2 Con la trama que entrego se enviacutea al puerto 161 del localhost

Figure 58 Peticioacuten desde HERCULES al puerto 161

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

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36

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37

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38

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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3 Ahora la trama que devuelve el sistema se enviacutea de nuevo a MIB BROWSER

Figure 59 Respuesta desde HERCULES hacia MIB-BROWSER

Pero aun asiacute el sistema no lo reconoce

4 Si se enviacutea directamente del MIB-BROWSER al puerto 161

Figure 510 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

53212 En linux Al igual que en windows se trabajoacute con MIB-BROWSERpara corroborar las tramas usadas y en vez de utilizar un software para la mismatarea que HEacuteRCULES se uso los script en python previamente desarrolladospara la misma funcioacuten aunque fue necesario realizar unos pequentildeos cambiospara revisar puntualmente la trama

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

35

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36

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37

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38

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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1 Configurando el Script en python de UDP para escuchar y enviar las tramascorrespondientes en hexadecimal

Figure 511 Programar script UDP para ver tramas en hexadecimal

2 Enviando desde el software MIB-BROWSER al puerto propio de SNMP esdecir al 161 obtiene lo siguiente sin embargo no se comunica asi

Figure 512 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al puerto 161

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

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37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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3 Ahora enviando la misma peticioacuten al Script de python

Figure 513 Peticioacuten GET desde MIB-BROWSER al script de python

4 Con dicha instruccioacuten se enviacutea al puerto 161 sin embargo no genera re-spuesta y hasta este punto llega la prueba realizada

Figure 514 Envio de la peticioacuten desde el script de python hacia el puerto 161

5322 Libreriacuteas python

Una solucioacuten que se desarrollo fue la buacutesqueda de una libreriacutea en python capazde manejar el protocolo SNMP dando como resultado dos libreriacuteas estas fueronPYSNMP y NET-SNMP que se desarrollan a continuacioacuten

53221 Instalacioacuten PYSNMP Siguiendo el procedimiento sugerido en lapagina de rdquopysnmporgrdquo se tiene el siguiente resultado

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

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37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 515 Instalacioacuten PYSNMP

posteriormente se importa la libreriacutea en python para ver que no generaraerrores

Figure 516 Verificacioacuten de PYSNMP

53222 Instalacioacuten NET-SNMP De igual forma se uso la informacioacutenencontrada en rdquonetminus snmporgrdquo

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

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37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 517 Instalacioacuten NET-SNMP

Figure 518 Instalacioacuten NET-SNMP

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

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37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 519 Instalacioacuten NET-SNMP

5323 Pruebas de funcionamiento

53231 PYSNMP Utilizando unos de los script de ejemplo y ajustado ala prueba se obtuvo que en efecto funcionaba para la tarea solicitada

Figure 520 Script de ejemplo de la libreriacutea PYSNMP

Al ejecutar el script solicitando un OID de un host de prueba y a traveacutes delpuerto 161 dio como resultado

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

36

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37

136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 521 Prueba de la libreriacutea

53232 NET-SNMP Esta libreriacutea aunque se instaloacute exitosamente no fueposible invocarla por lo que esta solucioacuten no fue viable

54 Capa de informacioacuten541 Aacuterbol de objetosEn el desarrollo propio del protocolo NTCIP es necesario definir el aacuterbol de objetosque se va a manejar que baacutesicamente es la primera encapsulacioacuten que se va arealizar

Por lo tanto cada objeto a definir cumple con realizar la identificacioacuten de laseccioacuten del sistema a trabajar es decir con los conceptos que se manejan en lasemaforizacioacuten se realiza una explicacioacuten mas detallada de cada item por lo tantoel aacuterbol en una forma plana quedariacutea de la siguiente forma

0 ccitt00 null1 iso13 org136 dod1361 internet13611 directory13612 mgmt136121 mib-21361211 system13612111 sysDescr13612112 sysObjectID13612113 sysUpTime13612114 sysContact13612115 sysName13612116 sysLocation13612117 sysServices1361213 at13612131 atTable136121311 atEntry1361213111 atIfIndex1361213112 atPhysAddress1361213113 atNetAddress13612110 transmission1361211016 lapb

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

37

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38

136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

54

7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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13612110161 lapbAdmnTable136121101611 lapbAdmnEntry1361211016111 lapbAdmnIndex1361211016114 lapbAdmnTransmitN1FrameSize1361211016115 lapbAdmnReceiveN1FrameSize1361211016119 lapbAdmnT1AckTimer13612110161110 lapbAdmnT2AckDelayTimer13612110161111 lapbAdmnT3DisconnectTimer13612110161112 lapbAdmnT4IdleTimer13612110162 lapbOperTable136121101621 lapbOperEntry1361211016211 lapbOperIndex13612110162113 lapbOperPortId1361211033 rs23213612110331 rs232Number13612110332 rs232PortTable136121103321 rs232PortEntry1361211033211 rs232PortIndex1361211033212 rs232PortType1361211033215 rs232PortInSpeed1361211033216 rs232PortOutSpeed13612110333 rs232AsyncPortTable136121103331 rs232AsyncPortEntry1361211033311 rs232AsyncPortIndex1361211033317 rs232AsyncPortFramingErrs1361211033318 rs232AsyncPortOverrunErrs13612111 snmp136121111 snmpInPkts136121112 snmpOutPkts136121113 snmpInBadVersions136121114 snmpInBadCommunityNames136121115 snmpInBadCommunityUses136121116 snmpInASNParseErrs136121118 snmpInTooBigs136121119 snmpInNoSuchNames1361211110 snmpInBadValues1361211111 snmpInReadOnlys1361211112 snmpInGenErrs1361211115 snmpInGetRequests1361211116 snmpInGetNexts1361211117 snmpInSetRequests1361211118 snmpInGetResponses1361211119 snmpInTraps1361211120 snmpOutTooBigs1361211121 snmpOutNoSuchNames1361211122 snmpOutBadValues1361211124 snmpOutGenErrs1361211125 snmpOutGetRequests

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39

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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1361211126 snmpOutGetNexts1361211127 snmpOutSetRequests1361211128 snmpOutGetResponses1361211129 snmpOutTraps1361211130 snmpEnableAuthenTraps13613 experimental13614 private136141 enterprises1361411206 nema13614112061 mgmt13614112062 experimental136141120621 exp-global1361411206211 auxiliaryIO13614112062111 maxAuxIODigital13614112062112 maxAuxIOAnalog13614112062113 auxIOTable136141120621131 auxIOEntry1361411206211311 auxIOPortType1361411206211312 auxIOPortNumber1361411206211313 auxIODescription1361411206211314 auxIOResolution1361411206211315 auxIOValue1361411206211316 auxIOPortDirection13614112063 private13614112064 transportation136141120641 protocols1361411206411 layers1361411206412 profiles13614112064122 profilesSTMP136141120641221 dynamicObjectPersistence13614112064123 profilesPMPP136141120641231 maxGroupAddresses136141120641232 hdlcGroupAddressTable1361411206412321 hdlcGroupAddressEntry13614112064123211 hdlcGroupAddressIndex13614112064123212 hdlcGroupAddress1361411206413 dynObjMgmt13614112064131 dynObjDefTable136141120641311 dynObjEntry1361411206413111 dynObjNumber1361411206413112 dynObjIndex1361411206413113 dynObjVariable1361411206413114 dynObjOwner1361411206413115 dynObjStatus13614112064132 dynObjData136141120641321 dynObj1136141120641322 dynObj2136141120641323 dynObj3

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40

13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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136141120641324 dynObj4136141120641325 dynObj5136141120641326 dynObj6136141120641327 dynObj7136141120641328 dynObj8136141120641329 dynObj91361411206413210 dynObj101361411206413211 dynObj111361411206413212 dynObj121361411206413213 dynObj13136141120642 devices1361411206423 dms13614112064231 dmsSignCfg136141120642311 dmsSignAccess136141120642312 dmsSignType136141120642313 dmsSignHeight136141120642314 dmsSignWidth136141120642315 dmsHorizontalBorder136141120642316 dmsVerticalBorder136141120642317 dmsLegend136141120642318 dmsBeaconType136141120642319 dmsSignTechnology13614112064232 vmsCfg136141120642321 vmsCharacterHeightPixels136141120642322 vmsCharacterWidthPixels136141120642323 vmsSignHeightPixels136141120642324 vmsSignWidthPixels136141120642325 vmsHorizontalPitch136141120642326 vmsVerticalPitch13614112064233 fontDefinition136141120642331 numFonts136141120642332 fontTable1361411206423321 fontEntry13614112064233211 fontIndex13614112064233212 fontNumber13614112064233213 fontName13614112064233214 fontHeight13614112064233215 fontCharSpacing13614112064233216 fontLineSpacing13614112064233217 fontVersionID136141120642333 maxFontCharacters136141120642334 characterTable1361411206423341 characterEntry13614112064233411 characterNumber13614112064233412 characterWidth13614112064233413 characterBitmap13614112064234 multiCfg136141120642341 defaultBackgroundColor

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13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

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13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

42

iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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136141120642342 defaultForegroundColor136141120642343 defaultFlashOn136141120642344 defaultFlashOff136141120642345 defaultFont136141120642346 defaultJustificationLine136141120642347 defaultJustificationPage136141120642348 defaultPageOnTime136141120642349 defaultPageOffTime1361411206423410 defaultCharacterSet13614112064235 dmsMessage136141120642351 dmsNumPermanentMsg136141120642352 dmsNumChangeableMsg136141120642353 dmsMaxChangeableMsg136141120642354 dmsFreeChangeableMemory136141120642355 dmsNumVolatileMsg136141120642356 dmsMaxVolatileMsg136141120642357 dmsFreeVolatileMemory136141120642358 dmsMessageTable1361411206423581 dmsMessageEntry13614112064235811 dmsMessageMemoryType13614112064235812 dmsMessageNumber13614112064235813 dmsMessageMultiString13614112064235814 dmsMessageOwner13614112064235815 dmsMessageCRC13614112064235816 dmsMessageBeacon13614112064235817 dmsMessagePixelService13614112064235818 dmsMessageRunTimePriority13614112064235819 dmsMessageStatus136141120642359 dmsValidateMessageError13614112064236 signControl136141120642361 dmsControlMode136141120642362 dmsSWReset136141120642363 dmsActivateMessage136141120642364 dmsMessageTimeRemaining136141120642365 dmsMsgTableSource136141120642366 dmsMsgRequesterID136141120642367 dmsMsgSourceMode136141120642368 dmsShortPowerRecoveryMessage136141120642369 dmsLongPowerRecoveryMessage1361411206423610 dmsShortPowerLossTime1361411206423611 dmsResetMessage1361411206423612 dmsCommunicationsLossMessage1361411206423613 dmsTimeCommLoss1361411206423614 dmsPowerLossMessage1361411206423615 dmsEndDurationMessage1361411206423616 dmsMemoryMgmt1361411206423617 dmsActivateMsgError1361411206423618 dmsMultiSyntaxError

39

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13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

41

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Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

54

7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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1361411206423619 dmsMultiSyntaxErrorPosition1361411206423620 dmsMultiOtherErrorDescription1361411206423621 vmsPixelServiceDuration1361411206423622 vmsPixelServiceFrequency1361411206423623 vmsPixelServiceTime13614112064237 illum136141120642371 dmsIllumControl136141120642372 dmsIllumMaxPhotocellLevel136141120642373 dmsIllumPhotocellLevelStatus136141120642374 dmsIllumNumBrightLevels136141120642375 dmsIllumBrightLevelStatus136141120642376 dmsIllumManLevel136141120642377 dmsIllumBrightnessValues136141120642378 dmsIllumBrightnessValuesError136141120642379 dmsIllumLightOutputStatus13614112064238 dmsSchedule136141120642381 numActionTableEntries136141120642382 dmsActionTable1361411206423821 dmsActionEntry13614112064238211 dmsActionIndex13614112064238212 dmsActionMsgCode13614112064239 dmsStatus136141120642391 statMultiFieldRows136141120642392 statMultiFieldTable1361411206423921 statMultiFieldEntry13614112064239211 statMultiFieldIndex13614112064239212 statMultiFieldCode13614112064239213 statMultiCurrentFieldValue136141120642393 dmsCurrentSpeed136141120642394 dmsCurrentSpeedLimit136141120642395 watchdogFailureCount136141120642396 dmsStatDoorOpen136141120642397 statError1361411206423971 shortErrorStatus1361411206423972 pixelFailureTableNumRows1361411206423973 pixelFailureTable13614112064239731 pixelFailureEntry136141120642397311 pixelFailureDetectionType136141120642397312 pixelFailureIndex136141120642397313 pixelFailureXLocation136141120642397314 pixelFailureYLocation136141120642397315 pixelFailureStatus1361411206423974 pixelTestActivation1361411206423975 lampFailureStuckOn1361411206423976 lampFailureStuckOff1361411206423977 lampTestActivation1361411206423978 fanFailures1361411206423979 fanTestActivation

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13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

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13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

64

9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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13614112064239710 controllerErrorStatus136141120642398 statPower1361411206423981 signVolts1361411206423982 lowFuelThreshold1361411206423983 fuelLevel1361411206423984 engineRPM1361411206423985 lineVolts1361411206423986 powerSource136141120642399 statTemp1361411206423991 tempMinCtrlCabinet1361411206423992 tempMaxCtrlCabinet1361411206423993 tempMinAmbient1361411206423994 tempMaxAmbient1361411206423995 tempMinSignHousing1361411206423996 tempMaxSignHousing1361411206426 global13614112064261 globalConfiguration136141120642611 globalSetIDParameter136141120642612 globalMaxModules136141120642613 globalModuleTable1361411206426131 moduleTableEntry13614112064261311 moduleNumber13614112064261312 moduleDeviceNode13614112064261313 moduleMake13614112064261314 moduleModel13614112064261315 moduleVersion13614112064261316 moduleType13614112064262 globalDBManagement136141120642621 dbCreateTransaction136141120642622 dbErrorType136141120642623 dbErrorID136141120642624 dbTransactionID136141120642625 dbMakeID13614112064263 globalTimeManagement136141120642631 globalTime136141120642632 globalDaylightSaving136141120642633 timebase1361411206426331 maxTimeBaseScheduleEntries1361411206426332 timeBaseScheduleTable13614112064263321 timeBaseScheduleEntry136141120642633211 timeBaseScheduleNumber136141120642633212 timeBaseScheduleMonth136141120642633213 timeBaseScheduleDay136141120642633214 timeBaseScheduleDate136141120642633215 timeBaseScheduleDayPlan1361411206426333 maxDayPlans1361411206426334 maxDayPlanEvents1361411206426335 timeBaseDayPlanTable

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13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

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Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

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bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

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bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

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powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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13614112064263351 timeBaseDayPlanEntry136141120642633511 dayPlanNumber136141120642633512 dayPlanEventNumber136141120642633513 dayPlanHour136141120642633514 dayPlanMinute136141120642633515 dayPlanActionNumberOID1361411206426336 dayPlanStatus136141120642634 globalLocalTimeDifferential13614112064264 globalReport136141120642641 maxEventLogConfigs136141120642642 eventLogConfigTable1361411206426421 eventLogConfigEntry13614112064264211 eventConfigID13614112064264212 eventConfigClass13614112064264213 eventConfigMode13614112064264214 eventConfigCompareValue13614112064264215 eventConfigCompareValue213614112064264216 eventConfigCompareOID13614112064264217 eventConfigLogOID13614112064264218 eventConfigAction136141120642643 maxEventLogSize136141120642644 eventLogTable1361411206426441 eventLogEntry13614112064264411 eventLogClass13614112064264412 eventLogNumber13614112064264413 eventLogID13614112064264414 eventLogTime13614112064264415 eventLogValue136141120642645 maxEventClasses136141120642646 eventClassTable1361411206426461 eventClassEntry13614112064264611 eventClassNumber13614112064264612 eventClassLimit13614112064264613 eventClassClearTime13614112064264614 eventClassDescription13614112064264615 eventClassNumRowsInLog13614112064265 security136141120642651 communityNameAdmin136141120642652 communityNamesMax136141120642653 communityNameTable1361411206426531 communityNameTableEntry13614112064265311 communityNameIndex13614112064265312 communityNameUser13614112064265313 communityNameAccessMask

Para efectos praacutecticos se creo un texto plano tal que cada objeto es consider-ado una constante y el valor de la contante es el identificador de objeto(OID) detal forma que cuando se desee saber que objeto es el mencionado se realice una

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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iteracioacuten sobre este nuacutemero e ir discriminando por rama y no uno a uno la ideaes que el diccionario de objetos fluya en armoniacutea como un aacuterbolPor otro lado cada objeto propio del estaacutendar y que de una u otra forma seraacuteel que enmarcara la informacioacuten tiene un tipo de valor que puede recibir enalgunos casos es de tipo numeacuterico y designa el rango por lo que el sistema estaraacutedelimitado por una serie de condiciones para no incumplir con las condiciones deltipo de variableDe igual manera hay objetos que no se podraacuten modificar o incluso seraacuten trans-parentes en la operacioacuten por lo que desde un principio ha de ser configurado deuna manera limpia

Figure 522 Texto plano propuesto

43

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

55

72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

62

Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

64

9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

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67

Para minimizar el peso de la informacioacuten se hace uso de un sistema de codi-ficacioacuten para cada uno de las sentildeales que se pueden generar tanto en envio comoen recepcioacutenEl estado del objeto dynObjStatus 4

bull valid 1

bull createRequest 2

bull underCreation 3

bull invalid 4

Tipo del moacutedulomoduleType 3

bull other 1

bull hardware 2

bull software 3

Estado de la transaccioacutendbCreateTransaction 10

bull normal 1

bull transaction 2

bull verifying 3

bull updating 4

bull error 5

bull done 6

bull startCmd 7

bull commitCmd 8

bull abortCmd 9

bull completeCmd 10

Tipo de ErrordbErrorType 7

bull tooBig 1

bull noSuchName 2

bull badValue 3

bull readOnly 4

44

bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

55

72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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bull genError 5

bull updateError 6

bull noError 7

globalDaylightSaving 3

bull other 1

bull disableDST 2

bull enableUSDST 3

eventConfigMode 6

bull other 1

bull onChange 2

bull greaterThanValue 3

bull smallerThanValue 4

bull hysteresisBound 5

bull periodic 6

eventConfigAction 3

bull other 1

bull disabled 2

bull log 3

dmsSignType 12

bull other 1

bull bos 2

bull cms 3

bull vmsChar 4

bull vmsLine 5

bull vmsFull 6

bull portableOther 129

bull portableBOS 130

bull portableCMS 131

bull portableVMSChar 132

45

bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

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bull portableVMSLine 133

bull portableVMSFull 134

dmsLegend 3

bull other 1

bull noLegend 2

bull legendExists 3

dmsBeaconType 13

bull other 1

bull none 2

bull oneBeacon 3

bull twoBeaconSyncFlash 4

bull twoBeaconsOppFlash 5

bull fourBeaconSyncFlash 6

bull fourBeaconAltRowFlash 7

bull fourBeaconAltColumnFlash 8

bull fourBeaconAltDiagonalFlash 9

bull fourBeaconNoSyncFlash 10

bull oneBeaconStrobe 11

bull twoBeaconStrobe 12

bull fourBeaconStrobe 13

msMessageStatus 8

bull notUsed 1

bull modifying 2

bull validating 3

bull valid 4

bull error 5

bull modifyReq 6

bull validateReq 7

bull notUsedReq 8

46

powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

48

Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

54

7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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powerSource 7

bull other 1

bull powerShutdown 2

bull noSignPower 3

bull acLine 4

bull generator 5

bull solar 6

bull battery 7

542 Conexioacuten con base de datosTeniendo la base de datos de forma fiacutesica dentro de la memoria de la RASP-BERRY se realizoacute un script en python para acceder a ella claro esta con elservidor de mysql la prueba se realizoacute con ayuda de phpmyadmin como gestoren principio se agrego unos campos en la base de datos para que posteriormenteel script los devolviera

Figure 523 Conexioacuten base de datos y generar una consulta

47

Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

49

Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

50

Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

51

Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

52

Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

53

6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

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[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Figure 524 Tabla en phpmyadmin

Figure 525 Generacioacuten de la consulta en python

543 Proteccioacuten de datosPuesto que los script de python no se encuentran protegidos es necesario realizaruna encriptacioacuten a los mismos para que en dado caso de que tengan acceso alarchivo no lo puedan modificar ver o eliminar para la tarea se hace uso de PGPuna herramienta libre para encriptar los datos y solo tener acceso a ellos a traveacutesde una contrasentildea

En las siguientes imaacutegenes se muestra el archivo con y sin encriptar caberesaltar que para poder ver el archivo original es necesario escribir una contrasentildea

Figure 526 Archivo encriptado

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Figure 527 Archivo original

55 Implementacioacuten completaEn esta parte se encuentra un problema puesto que el protocolo propio de lacompantildeiacutea se creo bajo la filosofiacutea de pasos mientras el NTCIP lo maneja porfases asi que se plantea una primera parte donde se enviacutean registros de la basede datos sin coherencia es decir sin ser la informacioacuten solicitada por la rdquoCentralrdquosolo cumpliendo con el tipo de dato manejado por el objeto y una segunda parteintegrando un tipo de traductor bidireccional entre los dos protocolos

551 Parte uno5511 Corroboracioacuten coacutedigo

Se comproboacute algunos meacutetodos de la libreriacutea PYSNMP necesarios para el de-sarrollo del proyecto dado que el dispositivo que se estaacute configurando es unAGENTE es necesario que eacuteste inteacuterprete informacioacuten viacutea TRAPS y que seacapaz de responder a los comandos propios del protocolo SNMP como son GETGET NEXT BULK y WALK Por lo que el coacutedigo que nos proporciona pys-nmpsourceforgenet para la tarea seria

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

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[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

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[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Figure 528 Coacutedigo para un AGENTE

El cual estaacute configurado para trabajar en LOCALHOST y haciendo uso delpuerto 3022 Ahora con ayuda de MIB-BROWSER se realiza la solicitud de lasoperaciones baacutesicas

1 Respuesta a Get

Figure 529 Respuesta a Get

2 Respuesta a Get-next

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

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[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

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[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Figure 530 Respuesta a Get-NEXT

3 Respuesta a Walk

Figure 531 Respuesta a Walk

4 Respuesta a Get-Bulk

Figure 532 Respuesta a Get-Bulk

5512 Prueba LOCALHOST

Al realizar la prueba con el aacuterbol creado y valores sin concordancia se probo anivel de LOCALHOST dando como resultado

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

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Figure 533 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

5513 Prueba a nivel WLAN

Haciendo uso del coacutedigo probado en primer lugar se realizoacute una prueba fuera delLOCALHOST consiste en cargar el coacutedigo en la raspberry y desde un ordenadorconectado a la misma red y desde el programa MIB-BROWSER se hizo uso delas operaciones baacutesicas obteniendo los siguientes resultados

Figure 534 Buacutesqueda de la IP del agente

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

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[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

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[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

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[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Figure 535 Configuracioacuten del script python para generar la comunicacioacuten

Figure 536 Respuesta generada en MIB-BROWSER

552 Parte dosNo fue posible concluir este aspecto por tiempo por otro lado se propone unsistema en el cual se configure el traductor seguacuten las necesidades es decir nogenerar un traductor configurado para cualquier caso sino que sea configurablea las especificaciones solicitadas

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

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[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

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[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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6 Desarrollo Fase IIIPara el desarrollo de la central semafoacuterica la compantildeiacutea decidioacute contratar una firmaexterna que se encargaraacute de la tarea correspondiente dando como resultado unaalternativa al proyecto ahora el protocolo NTCIP no iriacutea desde el microcontro-lador(dispositivo) a la central sino desde una base de datos local ubicada en unaRASPBERRY hacia una base de datos ubicada en los servidores de la centralLa base de datos creada cumple con el protocolo interno de la empresa el cualcuenta con varias tablas para la realizacioacuten de la tarea eacutestas son configuracioacutende los planes de las semanas de los diacuteas especiales el reconocimiento de loscruces y demaacutes items que consideraron pertinentes de estas tablas se extraeriacutealos datos pertinentes con los objetos del protocolo NTCIPPor dicha razoacuten esta fase no se desarrolloacute dentro del presente documento y aunquese hizo uso de la base de datos creada por la compantildeiacutea externa el coacutedigo que de-vuelve los valores se muestra en el capiacutetulo correspondiente a la implementacioacutendel protocolo

Figure 61 Base de Datos con la que se trabajoacute desarrollado por IDECO

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

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[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

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[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

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[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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7 Desarrollo Fase IVEn esta fase se pretendiacutea hacer la verificacioacuten de los moacutedulos que integran uncontrolador tipo maestro por lo que se tiene 3 moacutedulos en este caso uno de RFpara la comunicacioacuten a traveacutes de internet que en ultimas fue la adaptacioacuten de unmoacutedem usb conectada a una RASPBERRY un modulo denominado LAN puestoque se trata de comunicar los controladores maestro y esclavos a la RAPBERRYa traveacutes de una red local con ayuda de la tecnologiacutea ZIGBEE y uno de potenciapuesto que el sistema es alimentado con paneles solares

71 Moacutedulo RFPara este moacutedulo fue necesario conectar un modem usb a la RAPBERRY porlo que fue necesario investigar un poco sobre estos dispositivos El moacutedem USBes un sistema que permite conectar un portaacutetil o PC a Internet desde cualquiersitio sin instalaciones y en algunos casos Sin embargo este tipo de conexioacutentiene sus pros y sus contras[20]VentajasA pesar de sus puntos negativos el moacutedem USB puede ser una gran solucioacuten sinecesitas conectarte de forma temporal a Internet Entre sus grandes ventajasestaacuten

bull Algunos operadores ofrecen tarifas para tener Internet moacutevil con un moacutedemUSB sin necesidad de contratar un plan de voz Por lo que soacutelo se tendraacuteque pagar por el tiempo que se navegue

bull Entre las diferentes opciones que ofrecen los operadores se encuentra al-gunas ofertas de moacutedem USB sin compromiso de permanencia ni consumomiacutenimo

bull Su instalacioacuten es raacutepida y sencilla Los moacutedem USB son auto-instalables

bull Los moacutedem USB multi-banda solucionan en gran parte el problema de lacobertura ya que son capaces saltar de una red a otra buscando la mejorcobertura

Para la conexioacuten a la RASPBERRY se realizo el siguiente procedimiento ex-traiacutedo de diverteka[21]

1 Conectar el moacutedem USB a la RASPBERRY

2 Confirmar que este conectado

3 Instalar en caso de que no este el programa Sakis 3G con el que es posiblela configuracioacuten del moacutedem

4 Configurar el moacutedem a traveacutes de Sakis

5 Se comprueba la conexioacuten

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

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72 Moacutedulo PotenciaComo todo es alimentado a traveacutes de energiacutea solar es necesario aclarar que eneste montaje es necesario de 3 partes una con respecto al panel solar otro a labateriacutea y otro al controlador de carga

721 Panel solarPara transformar la energiacutea proveniente del sol en energiacutea que se pueda aplicara la vida diaria se necesita una ceacutelula fotoeleacutectrica la cual es un dispositivoelectroacutenico que permite transformar la energiacutea luminosa en energiacutea eleacutectrica me-diante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeleacutectrico

7211 iquestCoacutemo funciona un panel solar

El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico quese produce cuando sobre materiales semiconductores convenientemente tratadosincide la radiacioacuten solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionadoanteriormente

En el momento en que queda expuesto a la radiacioacuten solar los diferentescontenidos en la luz transmiten su energiacutea a los electrones de los materiales semi-conductores que entonces pueden romper la barrera de potencial de la unioacutenP-N y salir asiacute del semiconductor a traveacutes de un circuito exterior

Estas ceacutelulas fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para logrartanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir quela energiacutea solar se acabe convirtiendo en energiacutea que poder consumir

7212 Tipos de paneles solares

72121 Paneles Solares Fotovoltaicos Eacutestos son los que hemos expli-cado anteriormente y pueden generar suficiente energiacutea para abastecer las necesi-dades de nuestros hogares Estos paneles necesitan ademaacutes del panel inversorescargadores fotovoltaicos que se utilizan para pasar la corriente continua de 12V24V o 48V que generan los paneles a una corriente alterna de 220V que es la quese usa para las viviendas

72122 Paneles Solares Teacutermicos Estos paneles se recomienda usarlosen viviendas que tengan recepcioacuten directa del Sol con altas temperaturas y quetengan un espacio suficiente para colocarlos ya que son mayores que los anterioresporque si no no seriacutean eficientes Actuacutean de la misma forma que los fotovoltaicospero aparte contienen un liquido que absorbe el calor Estos paneles convierten laenergiacutea del Sol en energiacutea teacutermica en el liacutequido y transportan esta energiacutea teacutermicahacia nuestros hogares

72123 Paneles Solares Termodinaacutemicos Eacutestos uacuteltimos son los que seestaacuten utilizando cada vez maacutes en nuestros hogares debido a que son maacutes eficientesmaacutes baratos y se pueden utilizar aparte para muchas maacutes cosas Su principalventaja es que pueden absorber energiacutea a pesar de que llueva o esteacute nublado osea de noche etc Estos paneles se basan en los principios fundamentales de

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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la termodinaacutemica es decir que pueden absorber cualquier tipo de energiacutea decualquier ambiente siempre y cuando la temperatura exterior no baje de los 0grados Estaacuten fabricados de aluminio y contienen unos canales por donde circulaun liquido refrigerante es decir un liquido de bajo punto de ebullicioacuten que escapaz de absorber grandes cantidades de calor al producirse en eacutel un cambio deestado (gas liacutequido o soacutelido)

7213 Ventajas

bull La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energiacutealimpia y renovable sin tener que recurrir a los recursos foacutesiles y energiacuteanuclear Afortunadamente la era del petroacuteleo estaacute llegando a su fin Laenergiacutea solar no produce apenas contaminacioacuten y sin embargo el uso derecursos foacutesiles libera grandes cantidades de gases toacutexicos hacia nuestraatmoacutesfera

bull Los paneles solares tambieacuten ayudan a ahorrar energiacutea e instalar un sistemarenovable en casa es bastante raacutepido aparte que el mantenimiento de estospaneles solares es miacutenimo y su vida es bastante larga Aunque al principiopuedan resultar algo caros en cuestioacuten de antildeos habremos recuperado lainversioacuten inicial y estaremos recibiendo energiacutea solar en nuestros hogaresde forma gratuita cosa que no pasa con los combustibles foacutesiles

bull Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las em-presas que nos suministran energiacutea Nosotros mismos podemos ser nuestrospropios suministradores de energiacutea gracias a los paneles solares

7214 Desventajas

bull Los paneles solares proporcionan energiacutea limpia sin embargo su fabricacioacutenauacuten depende de energiacuteas no limpias (El silicio o arseniuro de galio tienenque extraerse de la Tierra y luego son transformados en diferentes procesospara poder colocarlos en el panel aparte de otros materiales que componenel panel)

bull Otra desventaja de los paneles solares sobre todo los Fotovoltaicos es quedependen del clima Si antes habiacuteamos dicho que cuanta maacutes luz recibanmejor si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicosno nos serian muy uacutetiles Por eso es maacutes habitual ver paneles solares enzonas de climas secos y caacutelidos que friacuteos y huacutemedos

bull El espacio es otra de las desventajas ya que para que los paneles solaresfuncionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio Por ejemplopara una casa pequentildea el espacio que necesitan los paneles solares seriacuteadesproporcionado en comparacioacuten con la propia casa y sus elementos

722 BateriacuteaLa imagen anterior muestra las diferentes tecnologiacuteas de bateriacuteas comparandosus capacidades en relacioacuten a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal)

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

59

4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

60

8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

61

Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

62

Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

64

9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Las bateriacuteas de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras tienencaracteriacutesticas superiores

723 Controlador de cargaLos colectores de carga solares aprovechan y recogen cada partiacutecula del calor yaque la energiacutea que el sol produce es incesable La sobrecarga de energiacutea en estetipo de sistemas es posible en este caso se recurre a lo que los teacutecnicos llamanregulador de carga Este dispositivo eleacutectrico protege a las bateriacuteas y el sistemade solar fotovoltaico en general manteniendo la tensioacuten adecuada de la cargaque se almacenan El controlador de carga trabaja en funcioacuten de varios factoresuno de ellos es su tamantildeo ya que al encontrar el tamantildeo ideal de este dispositivoeleacutectrico se debe tener en cuenta el nuacutemero de paneles solares que el sistemautiliza ademaacutes de las bateriacuteas

7231 Ciclo de trabajo

1 El regulador de carga solar hace posible la entrada de corriente de cargasin interrupcioacuten a las bateriacuteas que se encuentran vaciacuteas el voltaje se elevaal maacuteximo mientras la bateriacutea consume toda la energiacutea posible

2 En esta fase la tensioacuten de la carga que se mantiene a lo largo de una hora(aproximadamente) termina es cuando el regulador interrumpe la cargagradualmente y la bateriacutea alcanza el 90 de su capacidad

3 Aquiacute se completa la carga final Una vez que los acumuladores de energiacuteaya estaacuten cargados y el panel solar sigue haciendo su trabajo absorbiendo elcalor solar es cuando el regulador acciona el circuito de control automaacuteticopara detener la carga a la bateriacutea

4 Finalmente la bateriacutea estaacute descargada y se encuentra en su miacutenima capaci-dad entrando al proceso de igualacioacuten que se refiere cuando la carga delos acumuladores de energiacutea ha sido baja tras un determinado periodo detiempo Aquiacute se acciona de nuevo el circuito del regulador para permitir laentrada de energiacutea e iniciar de nuevo el ciclo

724 Caacutelculos necesariosSeguacuten la tarea a desarrollar es necesario dimensionar los componentes de la in-stalacioacuten solar

1 Primer paso Caacutelculo de consumos estimados es decir la potencia requeridapor la carga aquiacute se especifica cuanto tiempo estaraacute en uso para describirla potencia hora que es necesaria y es necesario aplicar la eficiencia tiacutepicade la instalacioacuten

Totalenergianecesaria(Ten) =Totalconsumospordia

0 75[Whdia] (71)

2 Segundo paso Radiacioacuten solar disponible para obtener la radiacioacuten solarincidente se pueden utilizar tablas con estimaciones ya existentes seguacuten la

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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ubicacioacuten De forma que dimensionaremos la instalacioacuten para las condi-ciones mensuales maacutes desfavorables de insolacioacuten y asiacute se asegura que secubre la demanda durante todo el antildeo Una vez se conoce la radiacioacuten solarincidente se divide entre la radiacioacuten solar incidente que se utiliza paracalibrar los moacutedulos (1 kWm2) y asiacute se obtiene la cantidad de horas solpico (HSP)

HSP =radiacionsolartablas

1kWm2[HSP ] (72)

3 Tercer paso Caacutelculo de placas o paneles solares necesarios

Numerodemodulos =(energianecesaria)

(HSP lowast rendimientodetrabajo lowast potenciapicodelmodulo)(73)

El rendimiento normalmente oscila entre 07 y 08

4 Cuarto paso Capacidad de los acumuladores

Capacidaddelabateria =(energianecesaria lowast diasdeautonomia)

(V oltaje lowast profundidaddedescargadelabateria)(74)

La profundidad de descarga depende del tipo de bateriacutea elegido Estosvalores oscilan entre 05 a 08 Se puede consultar estos valores en lascaracteriacutesticas teacutecnicas para cada modelo y fabricante

Capacidaddeacumulacion =Totalenergianecesaria lowast 324 lowast profundidaddedescarga

(75)

5 Quinto paso Seleccioacuten del regulador

Icontrol = Numerodepaneles lowast corrientedelpanel (76)

73 Moacutedulo LANLa configuracioacuten de los moacutedulos xbee se realizoacute de la siguiente manera

1 Lo primero que debemos de hacer es instalar los drivers del XBee ExplorerUSB el cual nos permitiraacute configurar y operar el moacutedem Xbee desde nue-stro PC Simplemente debemos poner el modem rdquoXBee Serie 1rdquo en el rdquoXbeeExplorer USBrdquo y enchufar el puerto USB a nuestro computador para lasversiones de Windows Vista y anteriores los drivers seraacuten instalados demanera automaacutetica Para Windows 7 debemos realizar el proceso de insta-lacioacuten de los drivers de manera manual desde el administrador de disposi-tivos

2 Para realizar la configuracioacuten de los moacutedulos abrimos el software XCTU yseleccionamos la opcioacuten ldquoDiscover Radiordquo

3 Debemos seleccionar el puerto COM que se le asignoacute al XBee Explorer USB(nos generoacute el puerto 70)

59

4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

61

Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

62

Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

64

9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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4 En el caso de un moacutedulo que viene de faacutebrica los paraacutemetros son los queaparecen en la imagen luego presionamos el botoacuten ldquoFinishrdquo y comenzaraacute abuscar el dispositivo

5 El software comenzaraacute a buscar el moacutedulo

6 Cuando encuentra el dispositivo presionamos el botoacuten ldquoAdd selected de-vicesrdquo

7 Teniendo el dispositivo asignado podemos revisar los paraacutemetros de con-figuracioacuten presionando sobre el dispositivo

8 En esta etapa podemos modificar los paraacutemetros y guardar los cambios

9 En las siguientes tablas podemos encontrar la descripcioacuten de los camposy los valores que debemos asignar a cada uno de ellos para configurar losXbee Serie 1 en ldquomodo transparenterdquo o en una conexioacuten punto a punto

10 Si deseamos conectar 3 nodos podemos optar por una forma faacutecil dondetodos se escuchen entre ellos algo que es similar a una red tipo bus Paraello optaremos por hacer un broadcast desde cada uno de los Xbee Serie 1configuraacutendolos de la siguiente forma

Table 71 Configuracioacuten 3 nodos

XBee A XBee B Xbee C (o cualquier otro)DH 0 DH 0 DH 0DL FFFF DL FFFF DL FFFFMY 0 MY 0 MY 0PAN ID 8888 PAN ID 8888 PAN ID 8888SH (viene por defecto) SH (viene por defecto) SH (viene por defecto)SL (viene por defecto) SL (viene por defecto) SL (viene por defecto)CE 1 -Coordinator CE 0 -End Device CE 0 -End Device

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

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a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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8 Desarrollo Fase VPor el retraso no previsto en la fase dos a causa de la implementacioacuten del protocoloSNMP y luego en la adquisicioacuten de los datos a la base de datos no se pudocompletar todo el protocolo en funcioacuten de la necesidad de la empresa a estepunto se integro NTCIP de forma manual es decir el valor del objeto era escritoal momento que se realizaba la solicitud por estos inconvenientes el proyectoquedo hasta la validacioacuten viacutea MIB Browser

81 Script desarrolladoPara empezar con el script que se estaacute desarrollando es necesario importar laslibreriacuteas yo los componentes necesarios para cada una de las tareas propuestas

Figure 81 Libreriacuteas python de PYSNMP

Luego y puesto que se va a manejar una base de datos para tomar los datosde alliacute se realiza la configuracioacuten respectiva en el caso de MYSQL es necesariolos siguientes paraacutemetros (usuario contrasentildea servidor y nombre de la base dedatos)

Figure 82 Configuracioacuten para base de datos

De igual forma se habiacutea propuesto que el sistema del aacuterbol de objetos sedesarrollariacutea en un archivo plano el cual contiene por un lado el OID el nombredel objeto el tipo de dato que maneja una pequentildea descripcioacuten y el acceso quecontiene Asiacute que dentro del script se importa cada columna para realizar unatabulacioacuten del mismo en donde cada vector es del mismo iacutendole por ejemplo laprimera columna son los identificadores de objeto (OID) y se ubican en un mismovector

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

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bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Figure 83 Carga del aacuterbol a la ejecucioacuten

Ahora en la siguiente imagen se evidencia como es la configuracioacuten para elenvioacute de los datos a traveacutes del protocolo UDP haciendo uso de una IP y unpuerto para este caso son la IP propia y el puerto con el que se trabajaraacute Aquiacutese encuentra una IP que estaacute en uso para la realizacioacuten de las pruebas sin embargose encuentra la forma el dispositivo actualizaraacute la IP puesto que esta es de tipopublico la cual no es estaacutetica

Figure 84 Configuracioacuten del protocolo UDP

Dentro del protocolo SNMP se tiene que configurar paraacutemetros tales comoversioacuten tipo de usuario tipo de proteccioacuten y se importan los siacutembolos a utilizar(haacutegase referencia a como se invoca los paraacutemetros del aacuterbol)

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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Figure 85 Demaacutes paraacutemetros SNMP

Se implementoacute una funcioacuten para que esta generara la peticioacuten a la base dedatos

Figure 86 Meacutetodo para gestioacuten de la base de datos

Proceso continuo fue generar la trama para el enviacuteo de los datos a traveacutes delsiguiente coacutedigo

Figure 87 Sistema que enviacutea informacioacuten

82 PruebasAquiacute se puede ver que la operacioacuten WALK funciona con el OID que se estaacutetrabajando se ve dado que el valor enviado es proporcionado por una peticioacuten

63

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

64

9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

67

a la base de datos en el caso el valor que se enviacutea es el mismo para todos y nocorresponde a los objetos que se estaacuten manejando

Figure 88 Respuesta en MIB-BROWSER con aacuterbol completo

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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9 Conclusionesbull La gestioacuten de los sistemas de traacutefico deben tener una orientacioacuten fundamen-

tal al usuario capaz de adaptarse faacutecilmente a los cambios rutinarios y alos cambios imprevistos asiacute poder ayudar a vehiacuteculos de emergencia en sulabor de igual forma esto va encaminado con una proceso tecno-poliacuteticoes decir el estado es quien fundamenta este tipo de desarrollo

bull La solucioacuten debe ser acorde con las necesidades actuales pero su arquitec-tura debe ser modular para ampliarse de acuerdo a requerimientos futurosEn la modularidad el fallo en uno de los componentes del sistema no im-plica que colapse toda la estructura

bull La problemaacutetica de movilidad y de contaminacioacuten por polucioacuten necesitande nuevas soluciones que hagan del transporte un sistema sostenible Laaplicacioacuten de nuevas tecnologiacuteas de la informacioacuten a los transportes ayudannotablemente con este objetivoademaacutes de no excluir la implementacioacuten deotras medidas complementarias

bull Mientras el protocolo NTCIP es un protocolo abierto y toda empresa queeste asociada al aacuterea de transporte puede hacer uso del mismo y aportarpara mejorarlo el protocolo OCIT es de tipo cerrado puesto que en uno delos niveles de gestioacuten un protocolo es propietario

bull NTCIP es un protocolo abierto que ofrece grandes beneficios para las ciu-dades colombianas su estructura es capaz de adaptarse a las necesidadesde las mismas de forma adecuada Al ser un estaacutendar abierto no hay depen-dencia de proveedores y contribuye con la interoperabilidad de los sistemasITS que se implementen

bull El protocolo NTCIP consiste seguacuten el dispositivo a desarrollar tan solo en elsolapamiento de otros protocolos para el caso especifico de los semaacuteforoses hacer uso del protocolo SNMP que va sobre el protocolo UDPIP loque hace especial a este sistema y lo diferencia de cualquier otro aparatoes el aacuterbol de objetos eacuteste tiene un OID que es un identificador propio unnombre un tipo de dato y rango sobre el mismo un estado y permisos deescritura

bull No existe comisioacuten u organismo que avale o certifique si un dispositivofunciona bajo el protocolo NTCIP sin embargo existen varios meacutetodos quesirven para testear la funcionalidad del dispositivo depositados dentro delos documentos que provee la organizacioacuten del NTCIP

bull El protocolo SNMP presento varios problemas cuando se quiso trabajar lasoperaciones propias del protocolo aunque se corroboro la forma en quese estaba generando la trama fue necesario realizar otro tipo de pruebasmenos ortodoxas para corroborar las tramas utilizadas por una parte seuso de dos software(MIB Browser y Hercules) para simular la conexioacutenentre dispositivo y agente y a traveacutes de WIRESHARK capturar los datosenviados

65

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

66

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parque automotor en Colombia Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httprevistadelogisticacom

[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

67

bull La existencia de libreriacuteas para Python que realizan la tarea del protocoloSNMP fue fundamental para continuar con la implementacioacuten del proyectosin embargo la libreriacutea en uso tenia una licencia la cual consistiacutea en dar loscreacuteditos a los creadores en pocas palabras en el coacutedigo colocar la informa-cioacuten pertinente

bull El protocolo NTCIP desarrolla un estaacutendar por cada uno de los disposi-tivos en los que ha trabajado asiacute que cada documento desarrolla el MIBcorrespondiente al controlador en cuestioacuten

bull Cuando se desarrolloacute un sistema capaz de enviar y recibir informacioacuten sobreel protocolo UDP y eacuteste no tuviese una IP puacuteblica fue necesario en elservidor capturar la direccioacuten de envioacute y a traveacutes de la misma responderes decir crear un sistema orientado a la conexioacuten sobre UDP

bull La compantildeiacutea maneja un protocolo propio y este tiene una filosofiacutea quecaracteriza un cruce semafoacuterico a traveacutes de pasos mientras que el protocoloNTCIP tiene un sistema por fases cuando se iba a realizar un traductorbidireccional entre los dos sistemas se encontroacute impedimentos en cuanto aldireccionamiento de los datos en la base de datos

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[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

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[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

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[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

67

Bibliografia[1] Delgado Castantildeo Juan Guillermo Presente y futuro iquestCoacutemo estaacute el

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[2] Sayeg Phil Charles Phil Traduccioacuten Pardo Carlos Sistemas de transporteinteligente Bogotaacute junio 2006 extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwsutporg

[3] Secretaria de movilidad de Medelliacuten capitulo 7 semaacuteforos Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpswwwmedellingovco

[4] Vargas Wilson Mozo Edison Herrera Edwin Anaacutelisis de los puntosmaacutes criacuteticos de accidentes de traacutensito de Bogotaacute Extraiacutedo 28 de Julio de2017 httprevistasudistritaleduco

[5] Plan Maestro de Movilidad para Bogotaacute Distrito Capital Extraiacutedo 28 deJulio de 2017 httpwwwmovilidadbogotagovco

[6] CEPAL Nuevas tecnologiacuteas de informacioacuten y telecomunicaciones en el sectortransporte Edicioacuten nordm 177 Mayo 2001

[7] Secretaria de Infraestructura Orden circular 322012 Extraiacutedo 28de Octubre de 2016 httpwwwcarreterosorg

[8] Ministerio de Transporte Manual de sentildealizacioacuten vial 2015 Extraiacutedo28 de Julio de 2017 httpwwwmintransportegovcodocumentosphpid=29

[9] Unidad Operativa de Control de Traacutensito modalidades de fun-cionamiento de los semaacuteforos Extraiacutedo 28 de Julio de 2017 httpwwwuoctcl

[10] NTCIP guide v04 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[11] SCATS recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwtyco-itscom

[12] OCIT-C center to center transport protoco v11l recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[13] Glen Marla Moreno Julian ZIGBEE 23 mayo 2012 recuperado 28 deJulio de 2017 httpssx-de-txwikispacescomZIGBEE

[14] Master Magazine Recuperado 28 de Julio de 2017 httpwwwmastermagazineinfotermino5172php

[15] Comisioacuten Electroteacutecnica Alemana Norma DIN y la Asociacioacuten Elec-troteacutecnica Alemana (Verband Deutscher Elektrotechniker - VDE) 0832 parasistemas de sentildealizacioacuten del traacutefico Marzo de 1990

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[16] Emma Holgado Estudio de regulacioacuten del traacutensito de vehiacuteculos y peatonesen los alrededores de la Avenida Portugal de Salamanca Septiembre 2012

[17] NTCIP guide v11 Julio 2009 recuperado 28 de Julio de 2017 wwwntciporg

[18] OCIT-C center to center transport protocol v20 Recuperado 28 de Julio de2017 wwwocitorg

[19] TransCore SCATS Recuperado 28 de Julio de 2017 wwwtranscorecom

[20] iquestQueacute es el moacutedem USB Pros contras y ofertas Recuperado 28 de Julio de2017 httpswwwcomparaisoes

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