Tesis Pablo Enríquez Marzo 2013

i

UNIVERSIDAD TECNOLGICA ISRAEL

CARRERA DE ELECTRNICA Y

TELECOMUNICACIONES

TEMA:

DISEO E IMPLEMENTACIN DE UNA INTERFAZ INALMBRICA

PARA CONFIGURACIN DE EQUIPOS CISCO PARA LA EMPRESA

AKROS CA. LTDA.

Trabajo de Graduacin previo a la obtencin del ttulo de Ingeniero en Electrnica

y Telecomunicaciones

AUTOR

Pedro Pablo Enrquez Caizares

TUTOR

Ing. Enrique Calvache

Quito - Ecuador

2013

ii


APROBACIN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del Trabajo de Graduacin certifico:

Que el Trabajo de Graduacin DISEO E IMPLEMENTACIN DE UNA

INTERFAZ INALMBRICA PARA CONFIGURACIN DE EQUIPOS CISCO

PARA LA EMPRESA AKROS CA. LTDA., presentado por Pedro Pablo

Enrquez Caizares, estudiante de la carrera de Electrnica y Telecomunicaciones,

rene los requisitos y mritos suficientes para ser sometido a la evaluacin del

Tribunal de Grado, que se designe, para su correspondiente estudio y calificacin.

Quito, marzo de 2013

TUTOR

______________________________

Ing. Enrique Calvache

iii


AUTORA DE TESIS

El abajo firmante, en calidad de estudiante de la Carrera de Electrnica y

Telecomunicaciones, declaro que los contenidos de este Trabajo de Graduacin,

requisito previo a la obtencin del Grado de Ingeniera en Electrnica y

Telecomunicaciones, son absolutamente originales, autnticos y de exclusiva

responsabilidad legal y acadmica del autor.


_________________________________

Pedro Pablo Enrquez Caizares

CC: 170677680-2

iv


APROBACIN DEL TRIBUNAL DE GRADO

Los miembros del Tribunal de Grado, aprueban la tesis de graduacin de acuerdo

con las disposiciones reglamentarias emitidas por la Universidad Tecnolgica

ISRAEL para ttulos de pregrado.


Para constancia firman:

TRIBUNAL DE GRADO

_________________________

PRESIDENTE

_________________________ _________________________

MIEMBRO 1 MIEMBRO 2

v

DEDICATORIA

Varios meses de trabajo y esfuerzo han dado como resultado alcanzar un sueo y

se lo dedico completamente a Dios, a mi familia, a mis profesores, a todos mis

amigos y compaeros en especial a mi esposa Lorena, a mis hijos Peter Pal y

Michael y a padres Peter y Yolanda. No me queda ms que decirles Gracias por

formar parte de mi vida.

vi

AGRADECIMIENTO

Primeramente doy gracias a Dios por haberme permitido llegar hasta este punto de

mi vida, la culminacin de mis estudios universitarios en compaa de mis seres

queridos. A mi esposa Lorena y a mis hijos Peter Pal y Michael por darme el

apoyo incondicional en todo momento, a mis padres Peter y Yolanda por ser mis

guas y ejemplo de fortaleza ante la vida; a mis hermanos Diego, Javier y Jazmn

por ser mis amigos incondicionales, a mi tutor Ing. Enrique Calvache por su

paciencia y tiempo, a mis compaeros de aula y profesores con los que compart

momentos inolvidables, a mis compaeros de trabajo por darme nimos de

continuar. A todos ellos porque estuvieron presentes desinteresadamente en el

trayecto de este logro.

vii

NDICE GENERAL

A. PRELIMINARES Pgina

Portada i

Aprobacin del Tutor.. ii

Autora de Tesis.. iii

Aprobacin del Tribunal de Grado. iv

Dedicatoria.. v

Agradecimiento... vi

ndice General de Contenidos. vii

ndice de Tablas.. xiii

ndice de Grficos... xiv

ndice de Anexos... xviii

Resumen xix

Abstract.. xxi

B. CONTENIDOS

CAPTULO I

EL PROBLEMA

1.1 Planteamiento Del Problema ................................................................... 1

1.1.1 Antecedentes. .................................................................................... 1

1.2 Diagnstico o Planteamiento De La Problemtica General ..................... 2

1.2.1 Causa Efecto...................................................................................... 4

viii

1.2.2 Pronstico y Control De Pronsticos. ............................................... 4

1.3 Formulacin De La Problemtica Especfica. .......................................... 5

1.3.1 Problema Principal. ........................................................................... 5

1.3.2 Problemas Secundarios. .................................................................... 5

1.4 Objetivos. ................................................................................................. 6

1.4.1 Objetivo General. .............................................................................. 6

1.4.2 Objetivos Especficos. ....................................................................... 6

1.4.3 Justificacin (Cualitativa, Cuantitativa). ........................................... 6

1.4.4 Terica............................................................................................... 6

1.4.5 Metodolgica..................................................................................... 7

1.4.6 Prctica. ............................................................................................. 7

CAPTULO II

MARCO TERICO Y METODOLOGA

2.1 Comunicacin Serial ................................................................................ 8

2.1.1 Puerto serie asincrnico .................................................................... 9

2.2 Tipos de comunicacin en serie ............................................................. 10

ix

2.2.1 Comunicacin Simplex ................................................................... 10

2.2.2 Comunicacin Duplex, half duplex o semi-duplex ......................... 11

2.2.3 Comunicacin Full Duplex ............................................................. 12

2.3 Comunicacin inalmbrica ..................................................................... 12

2.1.2 Red de rea Personal ...................................................................... 13

2.4 Equipos Cisco ......................................................................................... 14

2.4.1 Switch o Conmutador ...................................................................... 15

2.4.2 Ruteador o Router ........................................................................... 16

2.4.3 Cisco IOS (Internetwork Operating System) .................................. 16

2.4.4 Lnea de comandos (CLI)................................................................ 17

2.5 Tecnologa Bluetooth ............................................................................. 19

2.5.1 Origen del nombre Bluetooth .......................................................... 19

2.5.2 Usos y aplicaciones ......................................................................... 20

2.5.3 Clasificacin de Bluetooth segn su Versin.................................. 21

2.5.4 Informacin tcnica de Bluetooth ................................................... 23

2.5.5 Arquitectura hardware ..................................................................... 24

2.5.6 Cmo funciona Bluetooth ............................................................... 25

x

2.5.7 Piconets ........................................................................................... 26

2.5.8 Principio de comunicacin .............................................................. 26

2.5.9 Cmo se establece la conexin con Bluetooth ................................ 27

2.5.10 Ventajas y desventajas de Bluetooth ............................................... 29

2.6 Diferencias entre Bluetooth, Wi-Fi y ZigBee......................................... 30

2.6.1 Bluetooth ......................................................................................... 30

2.6.2 Wi-Fi ............................................................................................... 31

2.6.3 ZigBee ............................................................................................. 31

CAPTULO III

DISEO E IMPLEMENTACIN

3.1 Diseo e Implementacin Del Mdulo Bluetooth .................................. 33

3.1.1 Tecnologas Inalmbricas................................................................ 35

3.2 Diseo Del Hardware Transmisor-Receptor De Seales ....................... 37

3.3 Diseo de la Fuente de Alimentacin de Voltaje. .................................. 38

3.4 Diseo del circuito Transformador de seales ....................................... 42

3.5 Diseo del Mdulo de Transmisin-Recepcin de Seales ................... 43

xi

3.6 Diseo y Circuito Final .......................................................................... 48

3.7 Configuracin Del Mdulo Bluetooth .................................................... 49

3.7.1 Inicio De La Configuracin ............................................................ 49

3.7.2 Comandos de Inicio y Fin de una sesin de Configuracin ............ 51

3.7.3 Configuracin De La Velocidad De La Interfaz UART ................. 52

3.7.4 Configuracin de la velocidad de la interface UART ..................... 52

3.7.5 Configuracin de la Paridad de la UART ....................................... 53

3.7.6 Configuracin De Los Valores Para El Enlace ............................... 54

3.7.7 Configuracin del modo de operacin ............................................ 54

3.7.8 Configuracin de los parmetros de seguridad .............................. 55

3.7.9 Configuracin del Mdulo Bluetooth ............................................. 57

3.7.10 Configuracin del Enlace desde el computador con el mdulo ...... 71

xii

CAPTULO IV

PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO Y ESTUDIO FINANCIERO

4.1 Pruebas de Funcionamiento del circuito Implementado. ....................... 74

4.1.1 Equipos Utilizados para el esquema de Pruebas ............................. 74

4.2 Desarrollo del proceso de pruebas. ......................................................... 76

4.3 Pruebas de Funcionamiento .................................................................... 85

4.4 Anlisis de los Resultados. ..................................................................... 92

4.5 Anlisis FODA ....................................................................................... 93

4.6 Estudio Financiero .................................................................................. 94

4.6.1 Costo del Prototipo .......................................................................... 94

4.6.2 Anlisis Costo Beneficio .............................................................. 95

CAPTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFA..99

ANEXOS.100

xiii

NDICE DE TABLAS

Tabla 2.1. Clasificacin de dispositivos Bluetooth. 21

Tabla 2.2. Clasificacin de Bluetooth segn el Ancho de Banda............... 21

Tabla 2.3. Canales y Rangos de Bluetooth. 23

Tabla 2.4. Clasificacin y Potencias de Bluetooth. 24

Tabla 2.5 Tabla Comparativa de Herramientas de Verificacin. 32

Tabla 3.1. Comparacin de Tecnologas Inalmbricas............... 35

Tabla 3.2. Comparacin de reguladores de voltaje. 38

Tabla 3.3. Comparacin de Bateras Internas. 39

Tabla 3.4. Especificaciones Tcnicas Regulador de Voltaje 7805. 41

Tabla 3.5. Requerimientos Mnimos de Comunicacin de Equipos Cisco. 44

Tabla 3.6. Comparacin de Mdulos Bluetooth. 45

Tabla 3.7. Parmetros de fbrica del mdulo Bluetooth. 50

Tabla 3.8. Tabla de comandos para configurar mdulo Bluetooth. 51

Tabla 3.9. Tabla de comandos para configurar mdulo Bluetooth. 51

Tabla 3.10. Tabla de comandos para configurar mdulo Bluetooth............... 52

Tabla 3.11. Tabla de parmetros de velocidad para configurar mdulo

Bluetooth. 53

Tabla 3.12. Tabla de parmetros de paridad para configurar mdulo

Bluetooth. 53

Tabla 3.13. Tabla de parmetros de operacin para configurar mdulo

Bluetooth. 54

Tabla 3.14. Tabla de parmetros de autenticacin para configurar mdulo... 56

xiv

Tabla 3.15. Tabla de parmetros de cifrado para configurar mdulo

Bluetooth. 56

Tabla 4.1. Tabla de especificaciones del computador utilizado para

configuracin... 74

Tabla 4.2. Tabla de especificaciones del mdulo Bluetooth............... 74

Tabla 4.3. Tabla de especificaciones del Switch Cisco utilizado para las

pruebas 75

Tabla 4.4 Tabla de resultados de las pruebas realizadas. 86

Tabla 4.5. Anlisis FODA.. 93

Tabla 4.6. Tabla de clculo de costos. 94

NDICE DE GRFICOS

Figura 2.1. Conector macho Mini DIN-8. 8

Figura 2.2. Comunicacin Simplex en un solo sentido. 11

Figura 2.3. Comunicacin Half Duplex en dos sentidos... 11

Figura 2.4. Comunicacin Full Duplex en dos sentidos simultneamente 12

Figura 2.5. Comunicacin inalmbrica con un punto de acceso.............. 12

Figura 2.6. Comunicacin inalmbrica entre dispositivos............... 13

Figura 2.7. Red de rea personal.. 14

Figura 2.8. Logo de Cisco Systems.............. 14

Figura 2.9. Smbolo representativo de un Switch de red.. 15

Figura 2.10. Smbolo representativo de un Ruteador... 16

Figura 2.11. Ejemplo de una configuracin por Lnea de Comandos. 18

xv

Figura 2.12. Smbolo de Bluetooth... 19

Figura 2.13. Mouse inalmbrico con tecnologa Bluetooth. 20

Figura 3.1. Diagrama de Bloques Conexin Equipos utilizando

computador con puerto Serial... 33

Figura 3.2. Diagrama de Bloques Conexin Equipos utilizando

computador sin puerto Serial 34

Figura 3.3. Diagrama de bloques de la Interfaz Inalmbrica 37

Figura 3.4. Diseo de la Fuente de Alimentacin............ 40

Figura 3.5. Distribucin de Pines MAX232. 42

Figura 3.6. Circuito Recomendado por el fabricante MAX232... 43

Figura 3.7. Diagrama de bloques utilizando el mdulo KC-11............ 46

Figura 3.8. Diagrama de Bloques utilizando el mdulo RN-41... 46

Figura 3.9. Dispositivos Bluetooth RN-41... 47

Figura 3.10. Distribucin de pines RN-41 47

Figura 3.11. Diagrama de conexin RN-41.. 48

Figura 3.12. Diagrama del circuito final... 49

Figura 3.13. Esquema empleado para la configuracin del mdulo

Bluetooth... 50

Figura 3.14. Configuracin para escoger puerto de comunicacin.. 57

Figura 3.15. Configuracin del puerto de comunicacin............ 58

Figura 3.16. Ingreso del comando de inicio de la configuracin. 59

Figura 3.17. Lista de comandos de configuracin 60

Figura 3.18. Configuracin de la velocidad. 61

Figura 3.19. Configuracin de la paridad. 62

xvi

Figura 3.20. Configuracin modo de operacin... 63

Figura 3.21. Configuracin de seguridad. 64

Figura 3.22. Configuracin seguridad.. 64

Figura 3.23. Configuracin del nombre del mdulo............. 65

Figura 3.24. Configuracin del PIN. 66

Figura 3.25. Revisin de la configuracin del mdulo............. 67

Figura 3.26. Confirmacin de parmetros de configuracin con

Hyperterminal... 68


Hyperterminal... 68


Hyperterminal... 69

Figura 3.29. Confirmacin de parmetros de configuracin con CRT. 69

Figura 3.30. Confirmacin de parmetros de configuracin con CRT. 70

Figura 3.31. Configuracin de enlace con el mdulo, paso 1.. 71



Figura 3.34. Configuracin de enlace con el mdulo, paso 4... 73

Figura 3.35. Configuracin de enlace con el mdulo, conexin realizada... 73

Figura 4.1. Circuito armado en el protoboard.. 75

Figura 4.2. Esquema de conexin para pruebas... 76

Figura 4.3. Integracin del mdulo Bluetooth al computador, paso 1. 77



xvii


Figura 4.7. Propiedades del mdulo Bluetooth vinculado al computador 79

Figura 4.8. Inicializacin de Hyperterminal, paso 1............ 80

Figura 4.9. Inicializacin de Hyperterminal, paso 2............ 80

Figura 4.10. Inicializacin de Hyperterminal, paso 3.............. 81

Figura 4.11. Secuencia de arranque del Switch Cisco, paso 1. 81



Figura 4.14. Prueba de comandos de configuracin del Switch Cisco,

paso 1........................ 83


paso 2........................ 83


paso 3 84


paso 4 85

Figura 4.18. Prueba de funcionamiento, muestra 1.. 87






xviii

NDICE DE ANEXOS

A. Regulador de Voltaje 7805

B. Circuito Integrado max232

C. Manual de configuracin Mdulo Bluetooth BlueSMiRF_v1 parte 1

D. Manual de configuracin Mdulo Bluetooth BlueSMiRF_v1 parte 2

E. Manual de usuario mdulo Bluetooth

xix

RESUMEN

El presente proyecto de titulacin tiene como objetivo disear e implementar una

Interfaz Inalmbrica para configuracin de equipos Cisco para la empresa Akros

Ca. Ltda.

Luego de haber realizado el trabajo de investigacin, y en base a los resultados

obtenidos del mismo de acuerdo a las necesidades de la empresa Akros, se

concluye que dicha empresa requiere de la construccin de dicha Interfaz

Inalmbrica, para que de esta manera, la empresa cubra sus necesidades en cuanto

a configuracin de equipos de red sin necesidad de cables, la misma que se usar

interna y externamente en lo referente a implementaciones de infraestructura de

red.

Para la consecucin de los objetivos planteados, se abordarn primeramente

conceptos generales relacionados a redes de rea personal, describindolas y

clasificndolas de acuerdo a sus caractersticas, adems de las ventajas y

desventajas de las tecnologas existentes para formar dichas redes.

Posteriormente se realiza un estudio de las tecnologas que cumplen con las

especificaciones requeridas, adems de los elementos que pueden cubrir las

necesidades encontradas para el diseo de la interfaz.

Seguidamente se realiza el diseo del circuito que permitir realizar la

comunicacin, adems de los circuitos de alimentacin. Luego se procede a

realizar las pruebas y validacin del funcionamiento.

xx

Finalmente se detallan los presupuestos referenciales para el diseo e

implementacin de este proyecto para tener una mejor percepcin de los costos de

este prototipo.

xxi

ABSTRACT

This project aims to design qualification and implement a wireless interface for

configuring Cisco equipment for the company Akros Cia. Ltd.

After the research conducted, and based on the results thereof according to the

needs of the company Akros concluded that the company requires the

construction of the wireless interface, so that in this way the company meet your

needs in terms of configuration of network equipment without wires, the same

that will be used internally and externally in terms of network infrastructure

deployments.

To achieve the stated objectives will be addressed first general concepts related to

personal area networks, describing and classifying them according to their

characteristics, in addition to the advantages and disadvantages of existing

technologies to form these networks.

Subsequently, a study of technologies that meet the required specifications, in

addition to the elements that can meet the needs encountered in the design of the

interface.

Given below is the circuit design to perform communications, and power supply

circuits. Then comes testing and performance validation.

Finally budgets are detailed reference for the design and implementation of this

project to have a better perception of the costs of this prototype.

1

1 CAPTULO I

1.1 Planteamiento Del Problema

1.1.1 Antecedentes.

Akros Ca. Ltda. es una empresa legalmente constituida con una trayectoria de 20

aos en la comercializacin de equipos de computacin, servicios y en la

actualidad enfocada en proyectos y soluciones tecnolgicas.

En el transcurso de estos 20 aos la compaa ha ido evolucionando en los

servicios que presta, tanto a usuarios finales y a empresas privadas y pblicas.

Akros en la actualidad se dedica a negocios y proyectos que demandan de un gran

movimiento de productos que son parte de las soluciones tecnolgicas que

comercializa, las cuales en su mayora tienen varios componentes como son:

hardware, software y servicios.

La estructura organizacional de la empresa est dividida en cuatro grandes grupos

que son: Departamento de Ventas, Departamento de Preventa, Departamento

Comercial, Departamento Tcnico y Departamentos de Apoyo Administrativo,

Legal y Financiero.

El Departamento Tcnico de la compaa est conformado por 48 personas, en los

diferentes niveles y cargos tcnicos como son: Tcnicos Junior, Tcnicos Snior,

Ingenieros de Soporte y Supervisores Tcnicos.

2

Una de las fortalezas que tiene Akros es el respaldo tcnico de las marcas en las

que se encuentra calificado para prestar el soporte tcnico. Algunas de las marcas

para las cuales est calificada son: Cisco, HP, Dell, Toshiba, Lenovo, etc.

1.2 Diagnstico o Planteamiento De La Problemtica General

El giro de negocio de Akros Ca. Ltda. actualmente est enfocado a grandes

proyectos e implementaciones de alto nivel tecnolgico que demandan de cierto

conocimiento tcnico y uso de herramientas que faciliten la configuracin del

hardware. Es importante mencionar que la cantidad de proyectos est en

crecimiento y cada vez es necesario mejorar el uso o implementar nuevas

herramientas que optimicen el tiempo de ejecucin de cada uno de ellos.

El Departamento Tcnico a travs del personal calificado realiza las

configuraciones en los equipos que comercializa en los diferentes proyectos, para

este fin se tiene herramientas proporcionadas por la empresa y por las marcas.

Las herramientas pueden ser hardware o software.

Para el caso especfico de los equipos de marca Cisco existen herramientas y

dispositivos que permiten la interaccin con los equipos para as poderlos

configurar de acuerdo a una necesidad especfica. Uno de estos dispositivos es un

tpico cable de consola el cual sirve de interfaz entre el tcnico y el equipo a

configurar. Existen dos tipos de este cable de consola: Uno es el usado en equipos

de anteriores y algunas actuales generaciones de equipos y est compuesto de un

conector red tipo RJ-45 en un extremo y un conector serial RS-232 en el otro. El

3

segundo cable usado en equipos de ltimas generaciones que tiene un conector red

tipo RJ-45 en un extremo y un conector USB en otro.

La interfaz ms usada de las dos es la que tiene el conector serial por ser

compatible con la mayora de modelos de equipos pero al tener el tipo de conector

RS-232 existe la desventaja de que los computadores actuales ya no se fabrican

con ese puerto, esto obliga a usar convertidores de USB a RS-232 que en algunos

casos no funciona por la velocidad de transmisin a la que trabajan los puertos

USB actuales.

No hay un estudio referente a interfaces inalmbricas para la configuracin de

equipos sin necesidad de cables, tampoco se ha definido un hardware o software

para implementar una interfaz inalmbrica.

Sin una interfaz inalmbrica para realizar la configuracin, actualmente el tcnico

debe estar frente al equipo, conectado va cable para poder realizar los cambios en

ellos, lo cual en algunos casos es muy incmodo dependiendo del lugar donde

estn ubicados, sobre todo en lugares poco accesibles.

Existen tres modos de configuracin de equipos de red en general, los cuales son:

el primero va puerto de consola serial con interfaz de administracin por

comandos por telnet o hyperterminal, el segundo va puerto de red con interfaz de

administracin web y un tercero va puerto de red y con un software de

administracin propio de las marcas que lo tienen.

Cisco comercializa 2 lneas de producto: una es la lnea Corporativa y la segunda

es la lnea Small Business. Los equipos de la lnea corporativa solo permiten la

4

configuracin va puerto de consola con los comandos de configuracin

propietarios de la marca. Akros comercializa dos lneas de producto de la marca

Cisco, una es la lnea Corporativa en un 80% en el total de sus ventas y otra es la

lnea Small Business en un 20% en el total de sus ventas.

La configuracin de los equipos Cisco realizada mediante un cable esta 100%

probada pero para una interfaz inalmbrica no se ha validado el correcto

funcionamiento de esta.

1.2.1 Causa Efecto.

Por desconocimiento de nuevas tecnologas Akros no ha realizado estudios o

proyectos para mejorar el proceso de configuracin de equipos Cisco; adems el

crecimiento de proyectos en el que se involucran equipos Cisco ha creado el

inters en desarrollar mejores procedimientos para hacer un trabajo ms efectivo,

anteriormente no exista el inters en mejorar tiempos y costos de servicio por la

baja demanda.

1.2.2 Pronstico y Control De Pronsticos.

Si no se implementa la interfaz inalmbrica, la empresa continuar con problemas

como:

Dificultad para acceder a la configuracin de los equipos en lugares poco

accesibles.

Exceso de tiempo de los tcnicos en la configuracin de los equipos.

5

Alta probabilidad de incumplimiento de los tiempos de ejecucin de

proyectos.

1.3 Formulacin De La Problemtica Especfica.

1.3.1 Problema Principal.

Akros Ca. Ltda. no cuenta con una interfaz inalmbrica para configuracin de

equipos Cisco.

1.3.2 Problemas Secundarios.

No existe un estudio referente a interfaces inalmbricas para configuracin

de equipos Cisco.

No existe el diseo para una interfaz inalmbrica que permita la

configuracin de equipos Cisco sin necesidad de cables o convertidores de

puerto.

No se ha implementado una interfaz inalmbrica para configuracin de

equipos Cisco.

No se han realizado pruebas de funcionamiento de una interfaz

inalmbrica para configuracin de equipos Cisco.

6

1.4 Objetivos.

1.4.1 Objetivo General.

Disear e implementar una interfaz inalmbrica para configuracin de equipos

Cisco para la empresa Akros Ca. Ltda.

1.4.2 Objetivos Especficos.

Realizar un estudio referente a interfaces inalmbricas para configuracin

de equipos Cisco.

Disear una interfaz inalmbrica que permita la configuracin de equipos

Cisco sin necesidad de cables o convertidores de puerto.

Implementar una interfaz inalmbrica para configuracin de equipos

Cisco.

Realizar pruebas de funcionamiento de una interfaz inalmbrica para

configuracin de equipos Cisco.

1.4.3 Justificacin (Cualitativa, Cuantitativa).

1.4.4 Terica.

Para realizar este proyecto se necesitan los conocimientos y teora tratada en las

siguientes materias: Redes, Redes Inalmbricas, Transmisin, Electrnica y

Microcontroladores.

7

1.4.5 Metodolgica.

Para analizar y depurar la informacin acerca de sistemas inalmbricos de

comunicacin y desarrollo de aplicativos se utilizar el mtodo de anlisis y

sntesis que determinarn en resumen los conceptos necesarios para comprender la

importancia de estos sistemas.

Con el mtodo experimental se determinar la tecnologa adecuada tanto en

hardware como en software para la implementacin de la interfaz inalmbrica.

Para la validacin del sistema se puede utilizar el mtodo de comparacin para

verificar los resultados del funcionamiento de la interfaz y de esta manera

validarlo.

1.4.6 Prctica.

Para la implementacin de este proyecto existen tres tecnologas con

caractersticas tcnicas que permiten la comunicacin serial inalmbrica entre

equipos, estas son: Wireless LAN, Bluetooth, ZigBee; las cuales estn disponibles

en el mercado ecuatoriano y a precios accesibles. Estos dos factores hacen

factible la implementacin de este proyecto.

8

2 CAPTULO II

2.1 Comunicacin Serial

En informtica, redes y telecomunicaciones, la comunicacin serial nos es ms

que el envo de datos bit a bit, de forma secuencial a travs de un canal de

comunicacin del computador. La comunicacin serial se utiliza en la mayora de

las comunicaciones de larga distancia y en la mayora de las redes de

computadoras, donde hay dificultades de cable. Los puertos seriales del

computador hasta hace algunos aos eran muy comunes por superar en ventajas a

puerto paralelo, en la actualidad nos es comn encontrar este puerto en los

computadores, la comunicacin serial se realiza a travs de los puertos USB

(Universal Serial Bus). En el siguiente grfico se puede apreciar como es el

conector del puerto serial.

Figura 2.1. Conector serial macho DB-9.

El puerto serial es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, utilizado

frecuentemente en computadoras y perifricos para la transmisin de la

informacin bit a bit, enviando un bit a la vez, a diferencia que con los puertos

paralelos que envan varios bits a al mismo tiempo. La comparacin entre la

9

transmisin serial y paralela se puede entender pensando en las carreteras. En una

carretera de un slo carril de ida y otra de regreso sera como una transmisin

serial pero en una carretera con varios carriles por sentido sera como una

transmisin en paralelo, entendindose que los vehculos son los bits que circulan

por el medio de transmisin.

Al mismo tiempo que otras interfaces como Ethernet, FireWire, y USB enviaban

datos como con flujo en serie, el trmino "puerto serial" identifica el hardware o al

estndar RS-232 diseado para interactuar con mdems o con dispositivos de

comunicacin similar.

En la actualidad la mayora de los perifricos que usaban puertos seriales han sido

remplazados por interfaces USB puesto que esta ltima es ms rpida.

2.1.1 Puerto serie asincrnico

Mediante este puerto la comunicacin se establece usando protocolos de

transmisin asncronos. Es decir, en primero se enva una seal inicial previo al

envo del primer bit de cada byte, palabra codificada o caracter. Luego de

enviado el cdigo correspondiente, inmediatamente se enva una seal de stop

despus de cada palabra codificada.

La seal que se enva al inicio denominada start sirve para preparar al

mecanismo de recepcin, la llegada y registro de un smbolo, mientras que la

seal de stop sirve para predisponer al mecanismo de recepcin para que tome

un descanso y se prepare para la recepcin del nuevo smbolo.

10

La transmisin tpica start-stop es la que se usa para la transmisin de cdigos

ASCII por medio de un conector RS-232 (tambin conocido como puerto COM)

del tipo asincrnico, utiliza cableado desde 3 hasta 25 hilos y conecta

computadoras o microcontroladores a todo tipo de perifricos como terminales,

impresoras, mdems y mouses.

La comunicacin entre el puerto RS-232 y el microprocesador generalmente se

realiza mediante una UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter).

Originalmente el RS-232 tena un conector tipo DB-25 pero la mayora pines no

se utilizaban, por lo que IBM estandariz el puerto PS2 (Personal System/2),

luego el uso del conector DB-9 (ya introducido en el AT) que se usaban en la

mayora de computadoras.

Existe tambin la norma RS-422 que es similar al RS-232, es un estndar utilizado

en el mbito industrial y esto nos da una idea que por medio de un cable y el

puerto RS-232 podemos intercambiar informacin.

2.2 Tipos de comunicacin en serie

2.2.1 Comunicacin Simplex

En la comunicacin Simplex el emisor y el receptor estn perfectamente definidos

y la comunicacin es unidireccional. Este tipo de comunicacin se emplea

usualmente en redes de radiodifusin donde no es necesario que los receptores

enven ningn tipo de dato al transmisor.

11

Figura 2.2. Comunicacin Simplex en un solo sentido.

2.2.2 Comunicacin Duplex, half duplex o semi-duplex

En este tipo de comunicacin ambos extremos del sistema cumplen funciones de

transmisor y receptor, y los datos se desplazan en los dos sentidos pero no de

forma simultnea. Esta comunicacin se utiliza habitualmente en la interaccin

entre terminales y un computador central.

Figura 2.3. Comunicacin Half Duplex en dos sentidos.

12

2.2.3 Comunicacin Full Duplex

Esta comunicacin es similar al Duplex pero los datos se desplazan en los dos

sentidos simultneamente. Para que la comunicacin sea posible en ambos

sentidos, los datos se desplazan en diferentes frecuencias de transmisin o dos

caminos de comunicacin por separado, mientras que la comunicacin semi-

duplex se hace normalmente con un solo canal. Para el intercambio de datos entre

computadoras esta comunicacin es ms eficiente que la transmisin semi-dplex.

Figura 2.4. Comunicacin Full Duplex en dos sentidos simultneamente.

2.3 Comunicacin inalmbrica

Figura 2.5. Comunicacin inalmbrica con un punto de acceso.

13

Figura 2.6. Comunicacin inalmbrica entre dispositivos.

Comunicacin inalmbrica o sin cables es aquella que entre los extremos emisor y

receptor no se encuentra un medio de propagacin fsico, sino que se usa la

modulacin de ondas electromagnticas a travs del aire. Es decir, los

dispositivos fsicos estn presentes en los emisores y receptores de la seal, que

pueden ser: tarjetas de red, antenas, computadoras porttiles, PDAs, tablets,

telfonos mviles, etc.

2.1.2 Red de rea Personal

En este tipo de red tiene una cobertura relativamente pequea por eso su nombre

de rea personal, para formar estas redes existen varias tecnologas basadas en

Radio frecuencia como: Bluetooth que es un protocolo basado en la especificacin

de IEEE 802.15.11; ZigBee que es un protocolo basado en la especificacin

1 http://www.ieee.org/index.html

14

IEEE 802.15.4 2; RFID que es un sistema de comunicacin que tiene como

propsito transmitir la identidad de un dispositivo (similar a un nmero de serie

nico) a travs ondas de radio, y Wi-Fi que es la tecnologa inalmbrica basada en

la especificacin IEEE 802.11 3.

Figura 2.7. Red de rea personal.

2.4 Equipos Cisco

Figura 2.8. Logo de Cisco Systems4

2 http://www.ieee.org/index.html 3 http://www.ieee.org/index.html 4 http://www.cisco.com/

15

2.4.1 Switch o Conmutador

Un switch es un dispositivo de interconexin de redes de computadores que opera

de acuerdo al modelo OSI en las diferentes capas que este tiene. Su funcin es

interconectar dos o ms equipos de red, con el objetivo de compartir informacin

o facilitar el uso de servicios de red.

Figura 2.9. Smbolo representativo de un Switch de red.

Los switches se utilizan para interconectar varios equipos de red o a su vez redes

o segmentos de red. Se usan principalmente para formar redes de rea local

(Redes LAN Local rea Network). Adems pueden trabajar en varias

topologas como en anillo o en estrella.

En la marca Cisco se puede encontrar switches que pueden trabajar desde capa 2

hasta capa 4, tambin el fabricante los clasifica como switches de Core,

distribucin y acceso, para definir la funcionalidad que se le dar al equipo o el

lugar donde se lo ubicar; comnmente los ingenieros implementadores los

conocen como switches principales o switches de piso cuando se trabaja en redes

de edificios.

16

2.4.2 Ruteador o Router

Figura 2.10. Smbolo representativo de un Ruteador.

Un ruteador tambin conocido como enrutador o Router es un dispositivo de red

que se usa principalmente para la interconexin de redes LAN, adems permite

realizar el direccionamiento de paquetes entre ellas o definir la mejor ruta que

deben tomar cada paquete.

Estos equipos operan en la capa tres del modelo OSI. En la marca Cisco los

ruteadores no solo cumplen la funcin de unir redes LAN, sino tambin pueden

cumplir otras funciones como de cortafuegos, servidores de VPN (Virtual Private

Network), central telefnica, etc. La ventaja que ha tenido Cisco para realizar

estas funciones adicionales es por la fortaleza de su sistema operativo.

2.4.3 Cisco IOS (Internetwork Operating System)

El Cisco IOS es el software que usa el fabricante Cisco en la mayora de sus

equipos como switches, Access Points, Cortafuegos y routers. Este sistema

operativo es un paquete que contiene funciones de conmutacin, enrutamiento,

conexin a internet y telecomunicaciones.

17

Para configurar los parmetros del IOS se usa una interfaz para acceder a una

lnea de comandos CLI (Command Line Interface) que proporciona un conjunto

de comandos compuesto de mltiples palabras. En el sistema operativo de los

equipos de red es donde se pueden configurar funcionalidades como por ejemplo

VLANs (Virtual LAN) para segmentar la red, protocolos de administracin como

SNMP (Simple Network Management Protocol), Calidad de Servicio QoS

(Quality of Service) para que los equipos puedan operar para una telefona IP,

etc., adems en el IOS es donde se definen los usuarios y contraseas para la

configuracin, tambin los privilegios que puede tener cada usuario. Algunas

versiones de IOS pueden incluir controles de acceso a la red y a la configuracin

de la red como mecanismo de seguridad, tambin funcionalidad para encriptar la

informacin de igual manera para proteger la informacin que circula por las

redes.

2.4.4 Lnea de comandos (CLI)

CLI por sus siglas significa Command Line Interface o Interfaz de Lnea de

Comandos, esta tambin puede ser una interfaz grfica a travs de un software

intrprete de comandos que puede ser administracin web, pero lo ms comn en

fabricantes como Cisco se encuentra en modo de lnea de comandos.

La lnea de comandos es un mtodo que permite a los ingenieros de soporte dar

instrucciones a los IOS de los equipos de red por medio de una lnea de texto.

Las CLI tambin pueden usarse de una forma automatizada como con un archivo

batch o como comandos en un archivo de scripts.

18

CLI existe desde los inicios de la computacin, existen para varios programas,

sistemas operativos, hardware y con diferentes funcionalidades.

Son usadas por los programadores y administradores de redes como herramienta

principal para configuracin de equipos, principalmente en sistemas operativos

basados en Unix, en entornos de ingeniera y cientficos.

No es muy comn para dispositivos portables, Tablets e Iphones, debido a la

complejidad del ingreso datos o por la ausencia de teclados incorporados.

Figura 2.11. Ejemplo de una configuracin por Lnea de Comandos.

19

2.5 Tecnologa Bluetooth

Figura 2.12. Smbolo de Bluetooth

La tecnologa Bluetooth es una especificacin para pequeas Redes Inalmbricas

para reas pequeas que posibilita la transmisin datos entre diferentes

dispositivos a travs de un enlace de radiofrecuencia en la banda ISM (Industrial,

Scientific and Medical) en los 2,4 GHz. Los principales objetivos para el uso de

esta tecnologa son:

Facilitar comunicaciones entre dispositivos mviles y fijos.

Disminuir y eliminar cables y conectores entre dispositivos.

Posibilidad de crear redes inalmbricas pequeas para facilitar la

sincronizacin de informacin entre equipos personales.

Los dispositivos que utilizan tecnologa Bluetooth corresponden a sectores de

telecomunicaciones e informtica personal tales como: Tablets, telfonos

celulares, computadoras porttiles, impresoras y cmaras digitales.

2.5.1 Origen del nombre Bluetooth

El nombre Bluetooth proviene de un rey dans y noruego llamado Harald Bltand,

traduccin al ingls el nombre es Harold Bluetooth, quin fue conocido por ser un

20

buen comunicador y por unificar algunas tribus noruegas, danesas y suecas. Este

nombre traducido al idioma espaol es "diente azul", este trmino dans era

utilizado para denotar que Bltand era de "tez oscura" y no de "diente azul"

2.5.2 Usos y aplicaciones

Figura 2.13. Mouse inalmbrico con tecnologa Bluetooth.

Bluetooth es un protocolo de comunicaciones especialmente diseado para

dispositivos con bajo consumo de energa, con una baja cobertura y basado en

transceptores de bajo costo.

Los dispositivos que usen este protocolo pueden comunicarse entre ellos cuando

se encuentren dentro del radio de cobertura, la comunicacin se realiza por

radiofrecuencia de tal manera que los dispositivos no necesitan estar cerca ni

alineados y pueden incluso estar en diferentes pisos o habitaciones separadas si la

potencia de transmisin as lo permite.

21

Los dispositivos Bluetooth se clasifican como "Clase 1", "Clase 2" o "Clase 3" de

acuerdo a su potencia de transmisin y son cien por ciento compatibles los

dispositivos de una clase con otra.

Clase Potencia mxima

permitida

Potencia mxima

permitida

Rango de

cobertura

Clase 1 100 mW 20 dBm ~100 metros

Clase 2 2.5 mW 4 dBm ~10 metros

Clase 3 1 mW 0 dBm ~1 metro

Tabla 2.1. Clasificacin de dispositivos Bluetooth5

Los dispositivos Bluetooth tambin se pueden clasificar segn el ancho de banda:

Versin Ancho de banda

Versin 1.2 1 Mbit/s

Versin 2.0 + EDR 3 Mbit/s

Versin 3.0 + HS 24 Mbit/s

Versin 4.0 24 Mbit/s

Tabla 2.2. Clasificacin de Bluetooth segn el Ancho de Banda6

2.5.3 Clasificacin de Bluetooth segn su Versin

La calificacin de la tecnologa Bluetooth segn su versin es:

Bluetooth v1.0 y v1.0B

Bluetooth v1.1

Bluetooth v1.2

Bluetooth v2.0 + EDR

5 http://www.bluetooth.org 6 http://www.bluetooth.org

22

Bluetooth v2.1 + EDR

Bluetooth v3.0 + HS

Bluetooth v4.0

Las versiones ms utilizadas en la actualidad para comunicacin serial son las

versiones 2.0 y 2.1 + EDR (Enhanced Data Rate)

2.5.3.1 Bluetooth v2.0 + EDR

Esta versin de Bluetooth fue lanzada por el ao 2004 y es compatible con las

versiones anteriores. La principal diferencia con la anterior versin es la

velocidad de datos mejorada (EDR) que acelerara la transferencia de datos. La

velocidad nominal de EDR es de 3 Mbit/s, sin embargo la velocidad de

transferencia de datos prctica es de 2,1 Mbit/s. Esta transmisin utiliza una

modulacin combinada con GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) y PSK

(Phase Shift Keying), adems de combinaciones con /4-DQPSK (DQPSK

Quadrature Phase-Shift Keying Diferencial en la que los smbolos rotan /4) y

8DPSK (QPSK Quadrature Phase-Shift Keying Desplazamiento de fase de 8

smbolos).

La especificacin se describe como "Bluetooth v2.0 + EDR", lo que significa que

EDR es una especificacin opcional.

2.5.3.2 Bluetooth v2.1 + EDR

La especificacin 2.1 + EDR es totalmente compatible con las versiones

anteriores, y fue adoptada por Bluetooth SIG en julio 26 del 2007.

23

Una de las funciones de mejora de la versin 2.1 es SSP (Secure Simple Pairing):

que mejora la experiencia en el emparejamiento de los dispositivos Bluetooth, sin

embargo se aumenta el consumo de energa.

Otras mejoras en esta versin son: EIR (Extended Inquiry Response) que significa

respuesta amplia de investigacin y proporciona ms informacin durante este

procedimiento para permitir mejor filtrado para los dispositivos previo la

conexin, y oler subrating que disminuye el consumo de energa cuando se

activa el modo de bajo consumo de energa.

2.5.4 Informacin tcnica de Bluetooth

Bluetooth tiene un canal de comunicacin mximo de 720 kbps o 1 Mbps de

capacidad total con un rango de cobertura de 10m a 100 m aproximadamente

dependiendo de la clase.

La frecuencia de radio en la que opera est entre 2,4 a 2,48 GHz con un amplio

espectro y saltos de frecuencia, transmite en Full Duplex con un mximo de 1600

saltos por segundo. Los saltos de frecuencia estn entre 79 frecuencias y con

intervalos de 1Mhz cada uno, esto le permite dar seguridad y robustez.

Rango de Regulacin Canales de RF

2,400 - 2,4835 GHz f = + k MHz, k = 0, , 78

Tabla 2.3. Canales y Rangos de Bluetooth

24

La potencia de salida para transmitir en un radio de unos 10 metros es de 0 dBm o

1mW, pero en versiones de largo alcance puede transmitir con una potencia de 20

o 30 dBm, es decir entre 100 mW y 1W.

Clase Potencia Mxima

de Salida (Pmax)

Potencia de

Salida Nominal

Potencia de

Salida Mnima

1 100 mW (20 dBm) N/A 1 mW (0 dBm)

2 2,5 mW (4 dBm) 1 mW (0 dBm) 0,25 mW (-6

dBm)

3 1 mW (0 dBm) N/A N/A

Tabla 2.4. Clasificacin y Potencias de Bluetooth

El objetivo principal de Bluetooth es lograr el bajo consumo de energa y por ende

el bajo costo y para lograrlo se dio una solucin que de implementar en un chip

utilizando circuitos tipo CMOS.

De esta manera se logr conseguir una solucin de aproximadamente 99mm y

que consume un 97% menos energa que la de un telfono celular.

2.5.5 Arquitectura hardware

El hardware del dispositivo Bluetooth est compuesto de dos partes principales:

1 Dispositivo de radio, que es el encargado de modular y transmitir las

seales.

2 Controlador digital, que est compuesto por un microprocesador y por un

procesador de seales digitales (DSP - Digital Signal Processor) tambin

llamado Link Controller o controlador de Enlace.

25

El Link Controller es el encargado de procesar la banda base y el manejo de los

protocolos ARQ (Automatic Repeat-reQuest) y FEC (Forward Error Correction)

en la capa fsica. Tambin es el encargado de funciones como la transferencia

tanto asncrona como sncrona de los datos, de la codificacin de Audio y cifrado

de los datos.

El micropocesador del dispositivo Bluetooth es el encargado de atender

instrucciones relacionadas con el Bluetooth del dispositivo anfitrin, para poder

simplificar la operacin. Para esto el microprocesador tiene un software llamado

Link Manager que tiene la funcionalidad de comunicarse con otros dispositivos

a travs del protocolo LMP (Link Manager Protocol).

Las tareas realizadas por el Link Manager son las siguientes:

Recepcin y Envo de los Datos.

Peticiones y Empaginamiento.

Establecimiento de Conexiones.

Autenticacin.

Negociacin y determinacin de los tipos de enlaces.

Determinacin del tipo de cuerpo que tiene cada paquete.

Ubicacin del dispositivo Bluetooth en modo hold o sniff.

2.5.6 Cmo funciona Bluetooth

Del mismo modo que el estndar WiFi, Bluetooth usa tcnicas como FHSS

(Frequency Hopping Spread Spectrum o Espectro ensanchado por saltos de

26

frecuencia), que no es ms que dividir la banda de frecuencias de 2,402 a 2,480

GHz en 79 canales denominados saltos, cada uno de 1 MHz de ancho para

despus poder transmitir la seal usando una secuencia de canales conocida tanto

para el emisor como para el receptor.

Por tanto si se cambia de canales a una frecuencia de 1,600 veces por segundo,

Bluetooth puede evitar interferencias con las otras seales de radio de la misma

banda.

2.5.7 Piconets

Los dispositivos que trabajan con Bluetooth se interconectan formando piconets y

scatternets.

Las piconets son la topologa de red usada por el estndar Bluetooth. Todos los

enlaces Bluetooth se realizan a travs de un canal fsico compartido con un reloj y

una secuencia de saltos nica.

2.5.8 Principio de comunicacin

Bluetooth est basado en modos de operacin maestro - esclavo. El trmino

denominado "piconet" se usa para referirse a una red formada por un dispositivo

principal y varios dispositivos que se encuentren dentro del mismo rango.

Con Bluetooth puede coexistir hasta 10 piconets dentro de una misma rea de

cobertura. Un dispositivo Bluetooth maestro se puede conectar al mismo tiempo

hasta con 7 dispositivos Bluetooth esclavos activos y con 255 dispositivos cuando

27

se encuentran operando en modo espera. Los dispositivos dentro de una piconet

tienen una direccin lgica de 3 bits, cuando trabajan con un mximo de 8

dispositivos. Cuando trabajan modo espera los dispositivos se sincronizan pero

no tienen una direccin fsica en la piconet.

El dispositivo maestro puede conectarse slo con un esclavo simultneamente,

por tanto cambia rpidamente de esclavos para que parezca que el maestro se

conecta simultneamente con el resto de dispositivos esclavos.

El estndar Bluetooth permite que se conecten dos piconets entre s para formar

redes ms amplias denominadas "scatternet" con ayuda de dispositivos que

trabajan como puente entre dos piconets.

2.5.9 Cmo se establece la conexin con Bluetooth

La conexin entre dispositivos Bluetooth sigue un procedimiento un tanto

complicado para garantizar un grado de seguridad, como el siguiente:

Modo pasivo

Solicitud: La bsqueda de los puntos de acceso

Paginacin: La sincronizacin con puntos de acceso

Descubrimiento del servicio del punto de acceso

Creacin de un canal con el punto de acceso

Emparejamiento mediante un PIN (seguridad)

Utilizacin de la red

28

Durante la operacin normal, los dispositivos Bluetooth funcionan en "modo

pasivo", es decir, siempre estn escuchando la red.

La conexin comienza con una fase llamada "solicitud", en la cual el maestro

enva una solicitud a todos los dispositivos Bluetooth que encuentra dentro del

rango de cobertura, denominados puntos de acceso. Todos los dispositivos que

reciben una solicitud responden con su propia direccin.

El maestro elige una direccin y se sincroniza al punto de acceso a travs de una

tcnica denominada paginacin, que consiste en la sincronizacin de su reloj y

la frecuencia con el punto de acceso.

As se establece el enlace con el punto de acceso que le permite al dispositivo

maestro ingresar a la fase de descubrimiento del servicio del punto de acceso, a

travs de un protocolo denominado SDP (Service Discovery Protocol o Protocolo

de descubrimiento de servicios).

Cuando la fase de descubrimiento del servicio termina, el dispositivo maestro

queda preparado para crear un canal de comunicacin en conjunto con el punto

de acceso, a travs del protocolo L2CAP (Logical Link Control and Adaptation

Protocol o Protocolo de control y adaptacin del enlace lgico).

Los puntos de acceso pueden incluir mecanismos de seguridad llamados

emparejamientos, que restringen el acceso slo a usuarios autorizados para

brindar a la piconet un grado de proteccin. El emparejamiento se hace con una

clave cifrada conocida como "PIN" (PIN Personal Information Number o Nmero

29

de identificacin personal). Siempre se solicitar al usuario que ingrese el cdigo

PIN del punto de acceso y si el PIN es correcto, se llevar a cabo la conexin.

Si se activa el modo seguro, el cdigo PIN se enviar cifrado teniendo una

segunda clave para mayor seguridad.

En cuanto el emparejamiento se activa, el dispositivo maestro puede usar

libremente el canal de comunicacin que se estableci.

2.5.10 Ventajas y desventajas de Bluetooth

La mayor ventaja es que permite conectar y sincronizar la mayora de

dispositivos electrnicos como: telfonos, computadores, impresoras,

Tablets, etc., que se encuentren dentro de un mismo radio de cobertura sin

necesidad de usar cables.

Bajo costo con un corto alcance, implementado dentro de un circuito

integrado de 9x9mm.

Bluetooth an tiene pequeos problemas que solucionar, los microchips no

son tan baratos.

El espectro de radiofrecuencia de operacin de Bluetooth no est abierto

en todos los pases, en pases como Francia y Espaa la utilizacin del

espectro es restringido y se requiere una aprobacin explcita del gobierno.

La interoperabilidad es una de las ventajas de Bluetooth pero en el

mediano y largo plazo ser difcil mantener a todos los dispositivos

trabajando bajo el mismo estndar, tal vez se tendr que crear nuevas

versiones del estndar.

30

Facilidad de Uso, no se necesita saber mucho acerca de esta tecnologa

para utilizarla. Cualquier persona sin conocimiento alguno puede ser

capaz de usarla.

Aunque existen desventajas para Bluetooth, estas son mnimas comparadas con

los beneficios de disfrutar de un mundo sin cables.

2.6 Diferencias entre Bluetooth, Wi-Fi y ZigBee

Las tecnologas inalmbricas Bluetooth, Wi-Fi y ZigBee cubren distintas

necesidades en entornos domsticos, corporativos e industriales actuales: desde la

creacin de redes, impresin y transferencia de datos entre Tablets, Smartphones y

computadores personales. Las tres tecnologas operan en las bandas de frecuencia

no reguladas ISM.

2.6.1 Bluetooth

Se utiliza principalmente en muchos dispositivos como telfonos celulares,

impresoras, Tablets, computadores personales, mdems y auriculares. El uso de

esta tecnologa es adecuado cuando hay dos o ms dispositivos en un rea

pequea con baja demanda de ancho de banda. El uso ms comn est en

Smartphones y Tablets, bien en el uso de auriculares Bluetooth o en la

sincronizacin de datos entre dispositivos.

Una gran ventaja de Bluetooth es la de simplificar el descubrimiento y la

configuracin entre dispositivos, ya que stos pueden indicar a los otros todos los

servicios que ofrecen, lo que mejora la accesibilidad entre ellos sin control de

31

direcciones de red, protocolos complejos, permisos y otros aspectos tpicos en

redes tradicionales.

2.6.2 Wi-Fi

Wi-Fi es muy similar a la red tradicional Ethernet y como tal la comunicacin

necesita de una configuracin un tanto compleja previa. Esta tecnologa usa el

mismo espectro de frecuencias que Bluetooth pero con potencias de salida mayor,

lo que significa conexiones ms slidas. A Wi-Fi se la denomina como una

Ethernet sin cables; aunque la descripcin no es precisa, nos da una idea de las

ventajas e inconvenientes en comparacin a otras tecnologas.

Las redes Wi-Fi se usan para redes de propsito general, adems permiten

conexiones rpidas, rangos de distancias mayores y mejores mecanismos de

seguridad respecto a Bluetooth y ZigBee.

2.6.3 ZigBee

ZigBee es una tecnologa similar a Bluetooth pero con algunas diferencias. Una

red ZigBee puede tener un mximo de 65535 nodos divididos en subredes de 255

nodos, versus a los 8 mximos de una subred Piconet de Bluetooth.

Tiene menor consumo elctrico que Bluetooth, en trminos ms exactos, ZigBee

consume de 30 mA cuando transmite datos y 3 uA cuando est en reposo, versus

los 40 mA cuando transmite datos y 0,2 mA cuando est en reposo que consume

Bluetooth. El menor consumo se debe a que ZigBee queda la mayor parte del

32

tiempo en reposo, mientras que la comunicacin Bluetooth no se puede dar, y

siempre est en modo de transmisin - recepcin.

Puede transmitir a velocidades de hasta 250 kbps, mientras que Bluetooth puede

hasta 3 Mbps.

De acuerdo a las velocidades Bluetooth se puede usar para aplicaciones en

telfonos celulares y en informtica en general pero por la velocidad ZigBee no es

adecuado para estas tareas, haciendo que esta ltima se use en aplicaciones como

Domtica, sensores mdicos y artculos de juguetera, en los cuales la demanda de

velocidad de transferencia de datos es menor.

2.7 Software para verificacin Bluetooth.

Para verificar el estado de la conexin y parmetros de velocidad y envo de

paquetes es necesario un mtodo que puede ser por software, entre los cuales se ha

encontrado los siguientes, encontrando la mejor opcin la nmero 5:

Software Mide

Velocidad

Mide

Paquetes

Verifica

Conexin

Es

Gratuito

1 Advanced Serial Port Monitor

2 Device Monitoring Estudio

3 Serial Port Monitor

4 Free Serial Port Monitor

5 COM Port Stress Test

Tabla 2.5. Tabla Comparativa de Herramientas de Verificain

33

3 CAPTULO III

3.1 Diseo e Implementacin Del Mdulo Bluetooth

Actualmente la configuracin de los equipos de conectividad Cisco se realiza por

medio del puerto serial del computador, el cable de consola y el puerto consola

del equipo a configurar. Cabe mencionar que en la actualidad los computadores

ya no tienen incorporado puertos seriales, nicamente traen incorporados puertos

USB (Universal Serial Bus), por lo que para resolver este inconveniente los

fabricantes han creado convertidores de puertos de USB a Serial.

En la siguiente figura se puede observar un diagrama de bloques que muestra

cmo se hace actualmente el proceso de conexin entre el equipo Cisco y un

computador que tenga incorporado puerto serial.

Computador con puerto serial(Ingeniero de

Soporte)

Cable de Consola(Interfaz de

comunicacin serial)

Equipo Cisco(Equipo a ser configurado)

Figura 3.1. Diagrama de Bloques Conexin Equipos utilizando computador con puerto Serial

Para el caso de computadores que no tienen incorporados puertos seriales en la

siguiente figura se puede observar como es la conexin.

34

Computador sin puerto serial(Ingeniero de

Soporte)

Convertidor de puertos de USB a

Serial(Interfaz)

Cable de Consola(Interfaz de

comunicacin serial)

Equipo Cisco(Equipo a ser configurado)

Figura 3.2. Diagrama de Bloques Conexin Equipos utilizando computador sin puerto Serial

El intercambio de datos que hay entre el computador y el equipo Cisco a travs

del cable serial se hace con seales tipo EIA-232.

En la actualidad no se cuenta con un dispositivo o equipo que permita hacer la

configuracin de equipos Cisco de otra manera. El fabricante ha mantenido esta

forma de comunicacin tradicional por varios aos y por el momento no existe

otro mtodo de configuracin de equipos.

Este proyecto surge de la necesidad de realizar trabajo en equipos Cisco con

mayor eficiencia, es decir, con mejores condiciones de movilidad y ubicacin para

realizar el trabajo en menor tiempo. En proyectos que actualmente realiza Akros

hay dos tipos de trabajos: uno en la implementacin de infraestructura nueva, y

otro en soporte sobre infraestructura ya instalada. Para el primer caso, se necesita

optimizar tiempos de implementacin y para el segundo, mejorar los tiempos de

respuesta, o dicho de otra manera, disminuir tiempos de cada de red (down time).

Lo que se pretende realizar con este proyecto es intercambiar el enlace serial que

se utiliza comnmente por un enlace inalmbrico. Para poder realizar esto se

requiere de una tecnologa inalmbrica que permita hacer el intercambio de datos

sin cables. Un segundo requerimiento es la conversin de seales para que

35

puedan se transmitidas sin cables y puedan ser entendidas tanto por el equipo

Cisco como por el computador. Adems tomando en cuenta la necesidad de usar

tecnologa inalmbrica ser necesario disear una fuente de energa que permita

autonoma y facilidad de movilidad.

Luego de lograr la comunicacin entre los equipos ser necesario escoger la mejor

opcin del software que permita realizar la comunicacin desde el computador.

3.1.1 Tecnologas Inalmbricas

En la actualidad existen tres tecnologas inalmbricas que posiblemente pueden

acoplarse a la necesidad de este proyecto:

1. Wi-Fi

2. Bluetooth

3. ZigBee

Para escoger la mejor opcin que cumpla con las condiciones necesarias para este

proyecto se analizan los atributos de cada una en la siguiente tabla.

Tecnologa

Atributo

Wi-Fi Bluetooth ZigBee

Velocidad Hasta 300 Mbps Hasta 3Mbps Hasta 250Kbps

Estndar IEEE802.11 IEEE802.15 IEEE802.15.4

Banda de

Frecuencias 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz

Cobertura 10 a 100 metros 1 a 10 metros 1 a 10 metros

Consumo de

energa Alta Baja Muy Baja

36

Uso Comn Redes WLAN,

oficinas y hogar

Redes de rea

personal y

sustitucin de

cables

Control industrial,

sensores,

recolectar datos

mdicos,

deteccin de

humo o intrusos

en domtica.

Dispositivos

primarios

Computadores

porttiles y de

escritorio,

servidores, TVs,

telfonos mviles,

tablets.

Telfonos

mviles, mouse,

teclados, Oficina y

dispositivos de

automatizacin

industrial

Solo en

dispositivos

Industriales

Incorporado en la

mayora de

Computadores y

dispositivos

mviles

SI SI NO

Capacidad de

sincronizacin

Necesita

configuracin y

autenticacin.

Transmisin por

paquetes.

Automtica,

configuracin

inicial.

Transmisin bit a

bit.

Automtica,

configuracin

inicial.

Transmisin bit a

bit.

Facilidad de uso

Es ms complejo

y requiere una

configuracin de

hardware y

software.

Bastante fcil de

usar. Puede

utilizarse para

conectar varios

dispositivos a la

vez. Es fcil

cambiar entre

dispositivos o

encontrar y

conectarse a

cualquier

dispositivo.

Fcil de usar.

Puede utilizarse

para conectar

varios dispositivos

a la vez.

Requerimientos

de hardware

Adaptadores

inalmbricos en

todos los

dispositivos de la

red, un router

inalmbrico o

Adaptador de

Bluetooth en todos

los dispositivos

que se conectan

entre s

Adaptador ZigBee

en todos los

dispositivos que

se conectan entre

s

37

puntos de acceso

inalmbrico

Costo Alto Bajo Bajo Tabla 3.1. Comparacin de Tecnologas Inalmbricas

En la tabla anterior se ha sealado en verde las ventajas y en naranja las

desventajas que tiene cada tecnologa respecto a su uso en este proyecto.

De acuerdo al anlisis de ventajas y desventajas realizado se encuentra que la

tecnologa Bluetooth tiene una cobertura de hasta 10 metros que se encuentra en el

rango de un centro de datos adems se la encuentra en la mayora de

computadores, consume poca energa y es de fcil configuracin; por lo tanto se

puede concluir que es la mejor opcin para utilizar en este proyecto.

3.2 Diseo Del Hardware Transmisor-Receptor De Seales

Este es un conjunto de circuitos que realizan la adaptacin de las seales

Bluetooth para que pueda ser reconocida por el dispositivo a configurar. Del

anlisis de sistemas de comunicacin bsicos se desprende que los principales

componentes de este hardware son:

Fuente de Alimentacin de

voltaje

Mdulo de Transmisin- recepcin de

seales

Convertidor de Seales

Figura 3.3. Diagrama de bloques de la Interfaz Inalmbrica

38

3.3 Diseo de la Fuente de Alimentacin de Voltaje.

De las hojas de datos de los mdulos Bluetooth ms utilizados se encuentra que la

fuente de voltaje continuo (CC) es de 3 a 6 Voltios mientras que para los

convertidores de seales es de 5 Voltios, luego de lo cual se analizaron tanto en

internet como en el mercado las opciones de los posibles reguladores y marcas

existentes.

Entre las que se puede mencionar las siguientes:

Modelo Fabricante Voltaje

Salida

Corriente

salida Costo Disponibilidad

LM1084-5.0 National 5 V 5A Alto 30 das

LM1085-5.0 National 5 V 3A Alto Inmediata

LD1085xx50 ST 5 V 3A Alto 30 das

LM1086-5.0 National 5 V 1.5A Alto 30 das

L4940V5 ST 5 V 1.5A Alto 30 das

A7805 Texas

Instruments 5 V 1.5A Alto 30 das

LM7805 National 5 V 1A Bajo Inmediata

LM340-5.0

LM7805 Fairchild 5 V

1A Bajo Inmediata

L7805 ST 1A Bajo Inmediata

LM2940-5.0 National 5 V 1A Bajo 30 das

LF50 ST 5 V 0.5A Bajo 30 das

Tabla 3.2. Comparacin de reguladores de voltaje

39

Del anlisis de especificaciones realizado se encontr que la mejor opcin es el CI

7805 de la casa FAIRCHILD porque cumple con las especificaciones necesarias

de voltaje 5 Voltios y corriente 1 Amperio, adems por su bajo costo y

disponibilidad inmediata.

Con esta informacin se considerar el diseo de una fuente de voltaje de 5

Voltios que alimentar a los mdulos mencionados sin ningn problema.

La fuente de alimentacin se basa en un modelo recomendado por el fabricante

del regulador 7805 que se utilizar, el cual define los valores de los componentes

necesarios para que funcione, que son dos condensadores electrolticos de 0.33uF

y 0.1uF a 50V.

La fuente de alimentacin para este proyecto tiene dos componentes, una

alimentacin por bateras y un cargador de bateras externo. Para escoger la

batera interna realiz pruebas de autonoma obteniendo los siguientes resultados

con dos tipos de bateras:

Tipo de Batera Cantidad Voltaje

Salida

Tiempo de

Autonoma Costo

Pila de 9V en

paralelo 2 9 V 15 minutos $25

Batera Celular

Nokia 3.7V en

serie

2 7.2V 4 horas $30

Tabla 3.3. Comparacin de Bateras Internas.

40

Con los resultados obtenidos de las pruebas de autonoma se escogi la opcin de

las bateras para celular porque aseguran una autonoma prolongada con respecto

a usar pilas de 9V, adems que el costo de las dos opciones no tiene mucha

diferencia.

Para indicar que el cargados de las bateras est conectado se incluye un LED

verde como aviso, el cual est conectado en serie con una resistencia de 1k para

regular la intensidad de luz, adems se coloc una diodo tipo 1N4001 para evitar

que la corriente de la batera se regrese y el diodo se encienda cuando el circuito

se est alimentando solo por bateras.

Se coloc un interruptor de una posicin para controlar el encendido del circuito,

es decir, tiene la funcin de encendido y apagado.

De acuerdo a las opciones escogidas el diseo de la fuente queda de la siguiente

manera:

Figura 3.4. Diseo de la Fuente de Alimentacin

41

El regulador de voltaje 7805 es un circuito integrado que genera a su salida un

voltaje en corriente continua de 5 voltios, soportando corrientes de hasta 1.5

amperios.

En la hoja de datos del 7805 el fabricante indica los valores de los capacitores

necesarios para que se realice el filtrado de ruido que puede hacer que el voltaje

sea variable. En la siguiente tabla se muestra las caractersticas principales de este

circuito integrado.

Parmetro Valor

Voltaje de Entrada 7V < Vi < 20V

Corriente de Salida 5mA < Io < 1A

Potencia Disipada Po 15W

Capacitor de Entrada Ci = 0,33 F

Capacitor de Salida Co = 0,1 F

Tabla 3.4. Especificaciones Tcnicas Regulador de Voltaje 7805

Para poder obtener los 5 Voltios a la salida del regulador se utiliza una batera de

corriente continua de 9 voltios, usamos esta batera por el hecho de que se desea

tener movilidad con la interfaz, tambin se poda tomar este voltaje desde la toma

de electricidad pero se necesitara un proceso adicional para poder tener los 5

voltios a la salida y al estar conectado a la toma elctrica no se tendra movilidad

con el mdulo.

42

3.4 Diseo del circuito Transformador de seales

La funcin que cumplir esta etapa es la de hacer que el elemento transmisor-

receptor pueda entender las seales que enva y recibe el equipos Cisco. El

mdulo Bluetooth entrega seales tipo TTL, mientras que el dispositivo a

configurar solo recibe seales EIA-232. Para los fines mencionados existe un

nico Circuito Integrado que es el MAX-232 de la casa TEXAS

INSTRUMENTS, este realiza el proceso de conversin de seales TTL/CMOS a

EIA-232. Este circuito integrado tambin es utilizado debido a la sencillez de su

conexin para que realice el proceso que se requiere a ms de su alta

disponibilidad en el mercado.

En la siguiente figura se presenta la distribucin de pines del circuito integrado

MAX-232.

Figura 3.5. Distribucin de Pines MAX232

En la siguiente figura se muestra el diseo del circuito convertidor de seales,

mismo que est definido en la hoja de datos proporcionado por el fabricante.

43

Figura 3.6. Circuito Recomendado por el fabricante MAX232

3.5 Diseo del Mdulo de Transmisin-Recepcin de Seales

La funcin de esta etapa es la de realizar la interconexin entre el computador va

Bluetooth con el equipo Cisco. El mdulo seleccionado deber cumplir unas

caractersticas mnimas para su funcionamiento en este proyecto, es decir, los

requerimientos de comunicacin de los equipos Cisco; estos requerimientos

mnimos se describen en la siguiente tabla.

44

Caractersticas Utilidad en el proyecto

Modulo Clase 1

Proporciona el mayor alcance posible al sistema. El

alcance ser limitado por el dispositivo Bluetooth del

Computador.

Interfaz UART Esta interfaz es necesaria para realizar la

interconexin con el dispositivo de conectividad.

Velocidad de la

Interface UART 9600

bps

Esta velocidad debe ser configurada en el interfaz

UART para que sea posible la interconexin con el

dispositivo de conectividad.

SPP

Mediante este protocolo se realizar el

intercambio de informacin con el dispositivo

mvil.

Tabla 3.5. Requerimientos Mnimos de Comunicacin de Equipos Cisco

En el mercado existen mdulos de varias casas fabricantes pero los que ms se

adaptan al proyecto son los siguientes:

Mdulo Bluetooth de la casa fabricante KC Wirefree modelo KC-11

Mdulo Bluetooth de la casa fabricante Sparkfun modelo RN-41.

La comparacin entre las caractersticas de los dos mdulos Bluetooth se muestra

en la siguiente tabla.

45

MODELO KC Wirefree (KC-11) Sparkfun (RN-41)

CARACTERISTICAS

Clase Clase 1 Clase 1

Interfaces UART y USB UART y USB

Protocolos SPP, SDP, DUN, GAP,

RFCOMM y L2CAP

SPP, SDP, DUN, GAP,

RFCOMM y L2CAP

Velocidad de la interfaz

UART [bps]

9600, 19.2K, 38.4K,

57.6K, 115.2K, 230.4K, 460.8K, 921.6K

1200, 2400, 4800, 9600,

19.2K, 28.8K, 38.4K,

57.6K, 115K, 230K,

460K, 921K

Seguridad Cifrado de 128 bits Cifrado de 128 bits

Versin de Bluetooth 1.2 1.1, 1.2, 2.0 EDR

Velocidad de transmisin 2.4 Kbps 921 Kbps 1200 bps 3 Mbps

Tabla 3.6. Comparacin de Mdulos Bluetooth

Una vez analizadas las caractersticas de los mdulos seleccionados, se puede

determinar que cualquiera de los pueden ser empleados en el proyecto, sin

embargo si se utiliza el mdulo KC-11 se requiere de un microprocesador entre el

mdulo y el dispositivo a configurar ya que este requiere agregar una cabecera a

la informacin que va desde el mdulo hacia el dispositivo a configurar.

Mientras que con el mdulo RN-41 no se necesita el uso de un microprocesador,

ya que este mdulo enva la informacin que llega al puerto serial sin la necesidad

de una cabecera, por lo tanto, este mdulo es el que se utilizar por no necesitar de

ningn otro dispositivo para su funcionamiento.

46

Dispositivo de Conectividad

Circuito Transmisor / Receptor Bluetooth

Alimentacin

Mdulo Bluetooth KC Wirefree

Microprocesador MAX-232 Puerto de Consola

Enlace Bluetooth

Ingeniero de Soporte

Figura 3.7. Diagrama de bloques utilizando el mdulo KC-11

Dispositivo de Conectividad

Circuito Transmisor / Receptor Bluetooth

Alimentacin

Mdulo Bluetooth RN-41

MAX-232 Puerto de Consola

Enlace Bluetooth


Figura 3.8. Diagrama de Bloques utilizando el mdulo RN-41

El mdulo RN-41 tiene caractersticas adicionales como son: no necesita un

microprocesador, presenta mayor velocidad de transmisin, tiene mayores

opciones de velocidad para la UART, cuenta con la especificacin Bluetooth 2.1.

Adems es muy importante mencionar que en este mdulo es sencillo el manejo

de las instrucciones para configurarlo para que se establezca la interconexin con

el dispositivo de conectividad.

Las siguientes imgenes muestran el modulo Bluetooth que ser utilizado en el

desarrollo del proyecto.

47

Figura 3.9. Dispositivos Bluetooth RN-41

La conexin del mdulo Bluetooth se realiza como recomienda el fabricante en el

datasheet, en el cual indica cuales son los pines de alimentacin y de transmisin

y recepcin de seales como se muestra en el siguiente grfico:

Figura 3.10. Distribucin de pines RN-41

48

En el datasheet se indica que si el mdulo se usa sin ningn circuito de control se

debe unir los pines CTS-I con el RTS-O para la correcta operacin del mdulo,

quedando el esquema de conexin de la siguiente manera:

Figura 3.11. Diagrama de conexin RN-41

El pin 1 est en corto circuito con el pin6, el pin 2 es la entrada de alimentacin de

voltaje, el pin 3 va conectado a tierra, el pin 4 es el pin de Tx o salida de datos y

finalmente el pin 5 es Rx o de entrada de datos.

3.6 Diseo y Circuito Final

De acuerdo a todos los anlisis anteriores se determina el diseo del circuito para

este proyecto como se muestra a continuacin:

49

Figura 3.12. Diagrama del circuito final

3.7 Configuracin Del Mdulo Bluetooth

En la configuracin del mdulo Bluetooth se determinan las condiciones para

acoplarse al dispositivo a ser configurado, adems se debe configurar un

identificador que indique la funcin que realiza el momento de la bsqueda y

conexin desde el cliente al mdulo.

Primero se describir el conjunto de comandos que se utilizar para la

configuracin del mdulo.

3.7.1 Inicio De La Configuracin

Para empezar la configuracin del mdulo Bluetooth este debe estar energizado,

adems se debe realizar una conexin serial RS-232 entre el computador y el

puerto UART del mdulo, la siguiente tabla indica los parmetros de fbrica que

trae el modulo Bluetooth con los que hay que configurar el computador para

poder ingresar.

50

Parmetro Valor

Velocidad 115200 [bps]

Bits de datos 8

Paridad Ninguna

Bits de parada 1

Control de flujo Ninguno

Tabla 3.7. Parmetros de fbrica del mdulo Bluetooth.

La conexin entre el computador y el mdulo por el puerto de la UART se la

puede realizar en cualquier instante mientras no haya una conexin Bluetooth

activa. Una vez que la conexin se ha realizado se puede hacer uso de cualquier

programa emulador de terminal tal como el Hyperterminal de Windows. El modo

de conexin al mdulo para su configuracin se muestra en la siguiente figura.

MduloBluetooth

Enlace Serial RS-232

Puerto Serial MAX-232 Puerto UART

Enlace Bluetooth

Alimentacin


Figura 3.13. Esquema empleado para la configuracin del mdulo Bluetooth.

51

3.7.2 Comandos de Inicio y Fin de una sesin de Configuracin

Para iniciar o finalizar una sesin de configuracin del mdulo Bluetooth se

utiliza un conjunto de caracteres que sirven para este propsito estos comandos se

muestran a continuacin.

Accin Caracteres Utilizados

Inicio de sesin $$$

Fin de sesin ---

Tabla 3.8. Tabla de comandos para configurar mdulo Bluetooth.

Una vez iniciada o finalizada la sesin de configuracin el mdulo enva una

confirmacin de la accin que se realiz, a continuacin se muestra la respuesta

que enva el mdulo el momento de iniciar o finalizar sesin.

Accin Caracteres de confirmacin

Inicio de sesin CMD

Fin de sesin END

Tabla 3.9. Tabla de comandos para configurar mdulo Bluetooth.

En la siguiente figura se indica un pantallazo de los comandos de inicio y

finalizacin de la sesin de configuracin.

A dems de las respuestas que el mdulo Bluetooth enva como confirmacin de

inicio o fin de sesin, tambin enva respuestas al momento de ingresar un

52

comando, las respuestas que pueden darse desde el mdulo Bluetooth al ingresar

cualquier comando se muestran a continuacin.

Confirmacin del mdulo Significado

AOK Comando valido

ERR Comando errneo

? Comando no reconocido

Tabla 3.10. Tabla de comandos para configurar mdulo Bluetooth

3.7.3 Configuracin De La Velocidad De La Interfaz UART

La interconexin entre el mdulo Bluetooth y el dispositivo de conectividad se

realiza por medio de la interfaz UART del mdulo y el puerto de consola del

dispositivo de conectividad. Por lo que para que estos se comuniquen se deben

configurar los parmetros para que esto pase. A continuacin se describen los

comandos ms importantes que se utilizarn para la configuracin del mdulo.

3.7.4 Configuracin de la velocidad de la interface UART

Para cambiar la velocidad de la interface UART del mdulo Bluetooth se ingresa

el comando SU el cual define la velocidad a la cual se conectara el puerto serial

del mdulo al dispositivo de conectividad.

Para que este comando sea aceptado se puede poner la velocidad completa o

solamente las dos primeras cifras de velocidad. En la siguiente tabla se muestra el

formato del comando y los parmetros de velocidad que este mdulo acepta.

53

Comando Parmetro

SU,

1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800,

38400, 57600, 115K, 230K 460K y

921K

Tabla 3.11. Tabla de parmetros de velocidad para configurar mdulo Bluetooth

3.7.5 Configuracin de la Paridad de la UART

El control de la paridad se configura con el comando SL, el cual define el control

de la paridad que utilizara el mdulo al momento de recibir los datos del puerto

serial.

En la siguiente tabla se muestra el formato del comando y los parmetros de

paridad que acepta.

Comando Parmetro

SL,

E: Paridad Par

O: Paridad Impar

N: Sin Paridad

Tabla 3.12. Tabla de parmetros de paridad para configurar mdulo Bluetooth

El resto de parmetros que se necesita para conectarse desde el mdulo Bluetooth

al puerto de consola del dispositivo de conectividad, como los bits de datos, bits

de parada, y control de flujo ya vienen en su configuracin de fbrica con los

valores que se necesitan para la conexin.

54

3.7.6 Configuracin De Los Valores Para El Enlace

Los valores a configurar para que el mdulo Bluetooth se pueda enlazar ya sea

con la computadora, telfono celular o algn otro dispositivo Bluetooth son:

El modo de operacin del mdulo dentro de la red a crearse entre los dispositivos

y ciertos parmetros de seguridad como autenticacin y cifrado.

3.7.7 Configuracin del modo de operacin

El modo de operacin del mdulo define la manera en la que va a actuar el

mdulo Bluetooth una vez enlazado, el comando a utilizar para esto es SM.

En la siguiente tabla se muestra el formato del comando y los parmetros de

operacin que acepta.

Comando Parmetro

SM,

0: Modo Esclavo

1: Modo Maestro

2: Modo Trigger

Tabla 3.13. Tabla de parmetros de operacin para configurar mdulo Bluetooth

A continuacin se muestra las caractersticas de cada uno de los modos de

operacin.

3.7.7.1 Modo Esclavo

Puede ser descubierto por otros dispositivos, los cuales pueden conectarse al

mdulo despus.

55

3.7.7.2 Modo Maestro

El dispositivo no puede ser descubierto ni conectarse a otros dispositivos, se lo

utiliza solamente para iniciar conexiones.

3.7.7.3 Modo Trigger

El mdulo se conecta automticamente a un conjunto de direcciones pres

configurados en el mdulo. Algunos caracteres que recibe la interfaz UART inicia

el proceso.

3.7.8 Configuracin de los parmetros de seguridad

Los parmetros de seguridad que se habilitarn en el mdulo Bluetooth son la

autenticacin y el cifrado.

3.7.8.1 Autenticacin

Al activar la autenticacin, el mdulo Bluetooth obliga a cualquier dispositivo que

intente conectarse a autenticarse.

La autenticacin se realiza por medio de un cdigo PIN, el cual debe ser el mismo

que se encuentra almacenado en la memoria del mdulo, una vez que el

dispositivo se autentica, este almacena en su memoria la clave para que en un

futuro no realice este proceso nuevamente.

En la siguiente tabla se muestra el formato del comando y los parmetros para

activar o desactivar la autenticacin.

56

Comando Parmetro

SA, 0: Deshabilita la autenticacin

1: Habilita la autenticacin

Tabla 3.14. Tabla de parmetros de autenticacin para configurar mdulo Bluetooth

3.7.8.2 Cifrado

Al activar el cifrado se est definiendo que los datos que sern intercambiados

entre los dispositivos Bluetooth se enviados por medio de una conexin cifrada,

esto para que la informacin que se enva si llega a ser interceptada no pueda ser

vista, por el interceptor.

El comando para configurar el cifrado es SE.

En la siguiente tabla se muestra el formato del comando y los parmetros para

activar o desactivar el cifrado.

Comando Parmetro

SE, 0: Deshabilita el cifrado

1: Habilita el cifrado

Tabla 3.15. Tabla de parmetros de cifrado para configurar mdulo Bluetooth

3.7.8.3 Definicin del cdigo PIN

Para el establecimiento del cdigo PIN para que los dispositivos Bluetooth puedan

conectarse se la realiza por medio del comando SP.

El formato del cdigo es el siguiente:

SP,

57

Donde el cdigo pin es una cadena de nmeros que generalmente es un nmero de

cuatro cifras.

Con los comandos definidos se puede realizar la configuracin del dispositivo

para que pueda conectarse tanto al dispositivo Bluetooth como al puerto de

consola del dispositivo de conectividad que ser configurado por medio del enlace

que se crear.

3.7.9 Configuracin del Mdulo Bluetooth

Para la configuracin del Mdulo Bluetooth se har uso de la herramienta de

comunicaciones propia de Windows como es el Hyperterminal en el cual se elige

el puerto COM con el que est identificado el mdulo Bluetooth que en este caso

el puerto COM40.

Figura 3.14. Configuracin para escoger puerto de comunicacin.

58

Los parmetros de conexin se configuran con los siguientes valores:

Figura 3.15. Configuracin del puerto de comunicacin.

En la figura anterior se puede observar la primera ventana de configuracin en la

que se ven los valores que por defecto estn definidos y sern modificados con los

valores necesarios.

Una vez conectados al mdulo por medio de la conexin serial se inicia con la

configuracin del mismo; cabe mencionar que una vez encendido el mdulo

Bluetooth se tiene 60 segundos para ingresar al modo de configuracin. El

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Tesis Pablo Enríquez Marzo 2013