Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de una red inalámbrica de sensado remoto con aplicación en un escenario de selva baja(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-18) Zegarra Chávez, Kevin Rodolfo; Auccapuri Quispetupa, Darwin DarwinEl presente trabajo se centra en el diseño y análisis de una red inalámbrica de sensado remoto para un escenario específico: el proyecto “Monitoreo de balances hídricos usando redes de sensores inalámbricos para estimaciones de productividad en bosque amazónico y cultivos leñosos perennes costeros”, del FONDECYT. En el primer capítulo se explica la problemática que implica el escenario de selva baja caracterizada por la presencia de vegetación. Se explica cómo se ven afectadas las ondas que se propagan ante la presencia de vegetación y cómo existe una dependencia de la frecuencia de la señal propagada. Asimismo, se explica la implicancia económica que genera el desplegar una red en el entorno en cuestión y los objetivos del trabajo. En el segundo capítulo se empieza con una descripción de lo que son las redes de sensores, sus características y la diversidad de tipos de redes de sensores que existen. Luego se presentan alternativas tecnológicas que pueden ser utilizadas para desplegar redes inalámbricas de sensado. Finalmente, se elige una de las tecnologías para ser utilizada en el diseño y análisis. En el tercer capítulo se inicia con los requerimientos iniciales, divididos en requerimientos regulatorios, de aplicación y debido al entorno. Con los requerimientos planteados, se designa un diseño de red inalámbrica de sensado remoto. Se establecen topología, arquitectura y diagrama de flujo de datos de la red inalámbrica de sensado remoto. En el cuarto y último capítulo se realiza un análisis de la red inalámbrica, en función de ciertos parámetros relativos al espectro electromagnéticos y de las tecnologías o componentes utilizados. También se analiza el tiempo de vida autónomo de los nodos sensores en función de la capacidad de las baterías a escoger. Al final, se establecen precios de los componentes necesarios para desplegar la red.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una red de sensores para medir variables ambientales utilizando 6LoWPAN(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-05) Chávez Salinas, Manuel Antonio; Velarde Criado, Luis ÁngeloLas redes inalámbricas que se usan en la actualidad a menudo presentan fallas y no representan una alternativa fiable para la mayoría de las aplicaciones que requieren mantener la integridad de la información. Por este motivo, se empezó a explorar la posibilidad de implementar nuevos protocolos y topologías para interconectar los dispositivos pertenecientes a una red. Este proyecto de tesis se centra en el diseño de una red inalámbrica utilizando 6LoWPAN en topología tipo mesh, donde se estudia sus características y se analiza su fiabilidad para aplicaciones en general. Para poder observar el flujo de información y como circula por toda la red, se toma muestras de variables ambientales como temperatura y humedad, generando una red de sensores inalámbrica que, a diferencia de las comúnmente usadas, presenta un riesgo mínimo de pérdida de datos y enfatiza la importancia de una red que emplea 6LoWPAN. En este trabajo de tesis, se emplea el software Contiki OS para programar el algoritmo que permite implementar todas las características que se requieren para garantizar la eficacia de la red 6LoWPAN en topología mesh. Asimismo, se hace uso del simulador Cooja para diseñar la red y validar sus características mediante diversas pruebas en simulaciones y el nodo Tmote Sky para validar la robustez de la red mediante hardware. El desarrollo del proyecto permitió visualizar como las variables ambientales, cuyas muestras han sido tomadas por cada nodo, circulan en la red inalámbrica y se generó un interfaz para poder apreciar a los nodos vecinos, así como la información que transmiten.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de la disponibilidad de espacios en un estacionamiento vehicular de una universidad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-02) Rivera Ramírez, Piero; Cáceres Mari, Amanda GeorginaEn toda ciudad la disponibilidad y oferta del servicio de estacionamientos es vital ya que contribuye a la dinámica del tránsito en general facilitando, de esta manera, fluidez y acceso a los diferentes destinos de los usuarios de vehículos. En la ciudad de Lima, sin embargo, existe un marcado déficit de espacios destinados al aparcamiento vehicular como consecuencia del crecimiento del parque automotor y la ausencia de un plan de ordenamiento vial. Estos aspectos se han convertido en todo un reto en materia de políticas públicas que involucran a los conductores de vehículos de la ciudad de Lima Metropolitana. La ausencia de la ciencia aplicada a la regulación urbanística, del mismo modo, ha contribuido al retraso tecnológico de la ciudad en esta materia. El objetivo de la tesis es diseñar un sistema de monitoreo de espacios disponibles de un aparcamiento vehicular de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), basado en redes inalámbricas de sensores. El propósito de este sistema es recolectar información sobre la disponibilidad de los espacios de estacionamiento al aire libre, la cual será accesible a los usuarios de manera que permita conseguir una plaza con cierta facilidad. Técnicamente, para la consecución del objetivo general de la investigación, se tomó la decisión de utilizar la tecnología ZigBee de entre una gama de protocolos de comunicación inalámbrica, considerando su simplicidad, su provechoso ahorro de energía y su bajo costo. Previamente, se llevó a cabo un estudio para la elección de los instrumentos y el software más viables (sensores, microcontroladores y gestores de bases de datos), aspectos que guardaron relación con el propósito y la temporalidad del desarrollo de la investigación. Cabe mencionar que el sistema está enfocado en el ahorro de energía, por lo que se ha considerado esencialmente instrumentos y métodos de bajo consumo de corriente para la longevidad de los dispositivos. Los resultados de las pruebas ejecutadas en la investigación concluyen en que el sistema de monitoreo diseñado basado en una red inalámbrica de sensores es una alternativa viable para optimizar y dinamizar el tránsito vehicular del campus de la PUCP. Así, su aplicación podría ser extrapolada a otros escenarios de la ciudad para contribuir, de esta manera, en el ordenamiento del sector transporte de la ciudad.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una red de sensores de espectro para la selección de canales de operación óptimos en la red wifi del campus PUCP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-08-02) Luis Vásquez, Jenry Nilton; Santiváñez Guarníz, César AugustoEl presente trabajo de tesis consiste en diseñar una red de sensores de espectro en el campus de la PUCP, usada para monitorear los canales de operación del WiFi a 2.4 y 5 GHz, considerando la menor cantidad de módulos de sensado sujeto a restricciones de performance y cobertura. El primer capítulo presenta una breve revisión sobre las redes inalámbricas para luego enfocarse en una red Enterprise WiFi. Sobre esta, se describen los conceptos teóricos para entender el problema. Posteriormente, se describen los módulos de sensado, tipos de sensado y rango de cobertura. Finalmente, se explican los objetivos, tanto generales como específicos. En el segundo capítulo se explica la teoría NP-Completeness y se definen las clases de problemas existentes de acuerdo a su complejidad. Luego, se indica la clase a la que pertenece nuestro problema y la dificultad, en cuanto a tiempo de ejecución, que involucra intentar resolver este tipo de problemas. Por último, se mencionan las alternativas para encontrar una solución. El tercer capítulo comienza formulando el problema a optimizar, definiendo además la función objetivo y sus restricciones. También, se definen las instancias del problema a resolver y se da a conocer lo que se espera de esto. Finalmente, se describen las herramientas de programación que ayudaran a resolver el problema. En el cuarto capítulo se comparan y analizan los resultados obtenidos luego de la ejecución del código de la heurística y la solución óptima, para los dos tamaños de instancias considerados. Además, como solución final, se indica la cantidad y ubicación de los módulos de sensado WSSI necesarios para cubrir los ambientes considerados. Por último, en base a los resultados obtenidos se presentan las conclusiones y recomendaciones.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de un controlador SDN/openflow para una red de campus académica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-08-02) Cuba Espinoza, Gabriel Josías; Becerra Ávila, Juan Manuel Augusto; Santiváñez Guarníz, César AugustoLa presente tesis se encuentra dividida en 5 capítulos: El primer capítulo contiene una introducción a las redes de campus académicas, como es el caso de la red de la PUCP, y a la problemática presentada a través de la evolución de la tecnología Ethernet en las redes de área local (LAN)desde sus inicios, hasta la aparición del paradigma de redes SDN. El segundo capítulo contiene la definición del paradigma de redes SDN, así como también las bases para poder entender las tecnologías aplicadas y las plataformas utilizadas en el despliegue de este. En el tercer capítulo, se desarrollan los requerimientos a considerar en el diseño del controlador y las principales limitaciones y dificultades que se pueden encontrar. Finalmente, se explica la operación del controlador, detallando los mecanismos que se implementarán. En el cuarto capítulo se detalla los factores determinantes para la elección de la plataforma base de controlador y el diseño del mismo, en base a los requerimientos planteados en el capítulo 3. FInalmente, en el quinto capítulo, se presentan las distintas pruebas de concepto utilizadas para poder determinar la funcionalidad de los módulos más importantes del controlador diseñado; así como también el modelo analítico, y el análisis respectivo, utilizado para poder medir la escalabilidad del mismo.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una red de sensores para el sistema de detección de rogue APs en la red WiFi del campus PUCP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-21) Saldarriaga Rhor, Enzo Enrique; Santiváñez Guarníz, César AugustoEl trabajo desarrollado en la presente tesis consiste el diseño de una red de sensores para el sistema de detección de Rogue APs en la red WiFi del campus PUCP para las bandas de 2.4GHz y 5GHz. El primer capítulo presenta una descripción del marco problemático actual sobre la importancia de la seguridad en las redes inalámbricas. Luego, se señala la importancia del sistema de detección planteado al inicio de la tesis. Posteriormente, se definen los sistemas teóricos que permiten la detección y localización de los Rogue AP. Finalmente, se muestra el estado del arte de dispositivos que permiten la detección y métodos de mitigación de Rogue APs. En el segundo capítulo se exponen la problemática de la tesis y se plantea los requerimientos y razones por la cual se utiliza la teoría de NP-Complete para el diseño de la red. Luego, se discute sobre el problema general que representa el diseño de una red de sensores con triple cobertura posible. El tercer capítulo consiste en el diseño de modelos de optimización y heurísticas para la red de sensores. Primero, se expone el proceso con el cual se maneja la información para el desarrollo de los algoritmos. Segundo, se muestran la estructura de los modelos de programación y lógica del algoritmo con los cuales se puede diseñar una red de sensores para combatir la presencia de un Rogue AP. El cuarto capítulo comienza explicando el escenario y parámetros sobre los cuales se basaron los algoritmos generados para el diseño de la red de sensores. Luego, se muestran los resultados finales obtenidos y una discusión sobre el grado de cobertura obtenido. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se llegó después de terminar la presente tesis.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de una red inalámbrica para un proceso industrial utilizando protocolo Modbus(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-07-10) Gómez Zeballos, Alonso Henry; Sotomayor Moriano, Juan JavierLa versatilidad de las comunicaciones inalámbricas nos brinda la posibilidad de desplazarnos por diferentes lugares, manteniendo la conectividad a una red con las mismas características como si estuviéramos conectados a una red cableada, siempre y cuando estemos dentro del rango de cobertura de la red inalámbrica. Así mismo, hace posible la comunicación en áreas de muy difícil acceso o en donde el cableado alcanza precios prohibitivos. Esta tecnología no sólo aminora los costos respecto a una instalación cableada, sino que también es de fácil implementación y permite importantes ahorros en la mantención de la red. El presente trabajo tiene como objetivo diseñar e implementar una red inalámbrica para propósitos de control de procesos industriales realimentados con fines didácticos. Se utiliza modelos de procesos industriales y la instrumentación necesaria para medir y controlar variables industriales en lazo cerrado en un entorno de laboratorio de control de procesos, utilizando MODBUS como protocolo de comunicación de datos. En la primera etapa de la investigación se definió un proceso de control representativo, que cuente con las características típicas de las aplicaciones industriales. En este caso se eligió realizar el control de velocidad de un motor de corriente continua por la posibilidad de los recursos y porque representa un caso típico en aplicaciones en la industria textil, por mencionar un ejemplo. Definido el proceso, se procedió a la selección de los equipos de comunicación inalámbrica a utilizar en el presente trabajo. Luego de ello, se pasó a la configuración de los mismos de acuerdo a las exigencias y requerimientos del proyecto, así como el diseño del entorno de supervisión para el control de velocidad del motor. En la segunda etapa se implementó la red inalámbrica en el laboratorio de Control Avanzado del Pabellón de Ingeniería Electrónica de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En esta etapa se hicieron pruebas para corroborar las prestaciones de la red. Y por último, se realizaron las experiencias correspondientes para poner en funcionamiento el entorno de supervisiónÍtem Texto completo enlazado Diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de un almacén de una empresa de Lima-Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-07-10) Rodas Vásquez, Urpi; Cáceres Mari, Amanda GeorginaEn la actualidad, el acelerado avance de las tecnologías de redes inalámbricas de sensores la han posicionado como una herramienta ideal para el monitoreo y control de sistemas de seguridad, debido a su óptimo aprovechamiento de la energía, escalabilidad, flexibilidad, bajo costo, además de permitir su gestión de manera remota. Estas tecnologías pueden sustituir los sistemas basados en sistemas de prevención anti-intrusión tradicionales, tales como, rejas de seguridad, puertas blindadas, cercas eléctricas, personal de seguridad, etc. Estos, si bien reducen la probabilidad de robos o asaltos, no permiten un control absoluto de la zona: pueden ser vulnerados con facilidad y no alertan una situación de peligro. La presente tesis tiene como objetivo el diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de un almacén de una empresa de Lima-Perú. Esta tecnología permitirá la prevención de eventos tales como robos o asaltos mediante un control de acceso; y evitará casos de incendios e inundaciones mediante la recolección de datos relevantes de los sensores ubicados en el almacén, los cuales serán enviados a una estación base o nodo principal. La totalidad de información podrá ser visualizada en una interfaz de usuario amigable. Para el desarrollo del sistema mencionado, se realizó un estudio exhaustivo de las tecnologías existentes para redes de sensores inalámbricas, sus características y limitaciones, así como los protocolos y topologías existentes. A partir de esta investigación, se determinó que la tecnología Zigbee es la más adecuada, debido a su reducido consumo de energía, bajo costo y gran simplicidad en hardware y software. En consecuencia, podemos concluir que la red inalámbrica de sensores contribuirá de forma favorable en la seguridad del almacén, y mejorará la calidad de trabajo en la empresa.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una red inalámbrica de banda ancha para el mejoramiento de la red wifi del Napo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-10) Malvaceda Rojas, Daysy; Alcócer García, Alejandro CarlosEn el presente proyecto de tesis se desarrolló el diseño para el mejoramiento de la Red WiFi de larga distancia del Napo, que fue implementada por el Grupo de Telecomunicaciones Rurales de la PUCP. Para lo cual, se evaluó el estado actual de la red y las limitaciones que esta presenta y de acuerdo a ello, se plantearon los requerimientos técnicos de la red, los cuales permitieron establecer los parámetros de diseño para la nueva red. Los problemas sobre la calidad de los servicios que brinda la red se presentan principalmente en los enlaces de backhaul, dado que no existe suficiente capacidad y por la ausencia de políticas de calidad de servicio. En esta tesis se desarrolló un nuevo diseño de los enlaces de backhaul de la Red del Napo; por lo cual, se evaluaron las distintas tecnologías recientes de banda ancha, asimismo los equipos disponibles en el mercado. Se eligió el equipo WiMAX Modelo LNK-LU150-N de la marca Albentia como la mejor opción; dicho equipo cumplió con los requerimientos técnicos planteados. Los enlaces del backhaul trabajarán en la frecuencia libre de 5.8 GHz con un ancho de banda de canal de 10MHz, y se utilizarán sistemas fotovoltaicos en las zonas donde no se dispone de energía eléctrica comercial para poder energizar los equipos. Asimismo, en esta tesis, se plantea un estudio de las diferentes políticas de calidad de servicio con la finalidad de cumplir los requisitos establecidos preliminarmente. Esto dio como resultado la selección de tipo de calidad de servicio Unsolicited Grant Service (UGS) para voz, Real-time Polling Service (rtPS) para vídeo y Best Effort (BE) para datos. Luego, se presentó la propuesta económica de la implementación de la nueva red. El resultado principal del presente trabajo es una propuesta de ampliación de la capacidad de la red y el establecimiento de políticas de calidad de servicio en el backhaul, lo cual permitiría mejorar los servicios de voz, datos y vídeo que utiliza los centros de salud que son interconectados por la Red del Napo.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una red inalámbrica de sensores para monitorear un cultivo de plátanos en el distrito de Mala(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-09-07) Antachoque Espinoza, Ernesto AlonsoLa agricultura en el Perú juega un papel importante en el desarrollo del país, ya que de este sector dependen un tercio del total de la población (9 millones de habitantes); en términos de empleo, absorbe cerca del 30% de la Población Económicamente Activa (PEA, cerca de 12 millones) y sigue siendo el soporte básico de alimentación local, regional y nacional (las familias peruanas, siguen dedicando el 45% de su presupuesto a la alimentación) [20]. A pesar de estos índices, esta actividad no es del todo atendida en la actualidad. Actualmente las tecnologías aplicadas a la agricultura en el Perú son en mayor parte artesanales; lo cual no permite un desarrollo pleno de este sector; por ende no se puede obtener un producto de calidad superior. Por lo tanto, es necesario que apliquemos nuevas tecnologías en este campo con la finalidad de que se obtenga un cambio cualitativo y cuantitativo en la producción, para generar un mejor nivel de vida tanto para las personas involucradas en esta actividad, como para los consumidores. La red de sensores inalámbricos es una excelente alternativa para mejorar la agricultura en nuestro país, ya que nos permitirá monitorear las variables más importantes en el desarrollo de cualquier producto agrícola. En este caso el producto, cuyo desarrollo será monitoreado, es el Plátano, un producto con grandes posibilidades de desarrollo en nuestro país. En el primer capítulo, describiremos la situación agrícola del país y específicamente la de Mala, donde se encuentra la zona de cultivo en la que trabajaremos. En el segundo capítulo, se muestran las tecnologías actualmente empleadas en los cultivos de plátano en el distrito de Mala. Así mismo, se hace una breve introducción de la tecnología propuesta en el presente estudio, en la que se muestra sus ventajas frente a las técnicas utilizadas en las principales potencias productoras del plátano hoy en día. El tercer capítulo, se presenta la metodología para el diseño de la red inalámbrica de sensores en el cultivo de plátanos. En el cuarto capítulo, se desarrolla el diseño de la red analizando las variables involucradas modeladas en distintos escenarios. Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones del estudio de una red de sensores inalámbricos, como alternativa a la problemática de nuestra agricultura.