Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema IoT para determinar el aforo de la zona de asientos libres del Complejo de Innovación Académica (CIA)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-11) Minaya Orihuela, Carlos Guillermo; Carrión Pardo, Julio Renato; Velarde Criado, Luis Ángelo; Lucho Romero, Cesar StuardoEn tiempos previos a la pandemia la biblioteca del Complejo de Innovación Académica (CIA), de la PUCP, presentaba un aforo insuficiente para la cantidad de alumnos, ello producía que tanto los espacios de estudios libres y grupales (cubículos) presenten una disponibilidad limitada. Por el lado de los cubículos, estos cuentan con un sistema de reservas que permite una gestión de los mismos; pero por el lado de la zona de estudio de libre disponibilidad no hay presencia de un sistema de monitorización provocando que la búsqueda de asientos libres para un estudiante o grupo de estudiantes tome un tiempo mayor. Ante posible retorno a clases para el 2022, el control de aforos dentro de este establecimiento será necesario y obligatorio, para así, poder evitar posibles contagios. Esta tesis busca diseñar un sistema IoT para determinar y monitorizar el aforo en tiempo real de los asientos libres de la biblioteca del CIA. Se determinó que el uso de cámaras en combinación con algoritmos de inteligencia artificial corriendo en pequeños equipos de procesamiento (SBCs) como son los Raspberrys, cubren los objetivos propuestos en la tesis. Además, se propone una aplicación web desplegada en la nube, la cual se comunica con el SBC bajo el protocolo de comunicación MQTT. Esta página web permite consultar y administrar determinada información con respecto al aforo dependiendo de los permisos del usuario. El diseño y análisis se centra en un área del primer piso de la biblioteca, pero puede ser aplicada en todos los pisos de este espacio o incluso replicado en otros ambientes que necesiten tal fin.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de parámetros eléctricos para la evaluación del rendimiento energético de sistemas fotovoltaicos conectados a red(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-10) Zamudio Piscoya, Martin Alcides; Cataño Sánchez, Miguel Ángel; Palomino Töfflinger, Jan AmaruLos sistemas de monitoreo son una forma de evaluar el estado de las variables que resultan de interés para realizar luego un análisis o estudio correspondiente. En ese sentido, la monitorización de sistemas fotovoltaicos (FV) se ha convertido en un proceso necesario para asegurar el correcto funcionamiento de estos sistemas. Para ello, se utilizan sistemas de adquisición de datos (DAQ), los cuales permiten adquirir variables de interés. Así, resulta útil conocer tanto los parámetros eléctricos como meteorológicos que en conjunto permiten analizar el desempeño de sistemas fotovoltaicos. Como trabajo previo, se han realizado instalaciones fotovoltaicas en distintas regiones del Perú y, junto con ellas, se han instalado sistemas de monitoreo que adquieren parámetros meteorológicos de primer orden (irradiancia y temperatura del módulo FV) que afectan a la productividad de los sistemas fotovoltaicos conectados a red (SFCR). Los datos obtenidos de los DAQ son importantes para analizar el comportamiento energético de los sistemas fotovoltaicos y las anomalías que puedan generarse. Asimismo, para que estos sistemas se puedan analizar y caracterizar de manera completa, es necesario monitorizar también las variables eléctricas tanto en corriente continua (DC) como en alterna (AC). La presente tesis propone el diseño y la implementación de un sistema que adquiera parámetros eléctricos en DC y AC, y que cumpla con el estándar IEC 61724-1:2021, el cual provee requerimientos para el monitoreo y diseño de SFCR. Se tiene proyectado que el sistema opere en los diferentes climas de cinco regiones del Perú (Lima, Arequipa, Tacna, Puno y Amazonas) en conjunto con el sistema de adquisición de parámetros meteorológicos desarrollado en un trabajo previo. Los datos del nuevo sistema se monitorearán de manera continua en tiempo real y las variables serán registradas tanto de manera local en un computador así como en una plataforma en la nube que cumple con el concepto de Internet de las Cosas (IoT). El objetivo deseado es que el sistema mida correctamente de acuerdo con la normativa seguida para que pueda ser empleado en el monitoreo de diferentes sistemas fotovoltaicos conectados a red.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de una plataforma IoT para el control y monitoreo remoto del banco de psicrometría del Laboratorio de Energía de la PUCP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-08-23) Garcia Macavilca, Jose Anthony; Lucho Romero, César StuardoLa pandemia generada por la Covid 19 generó que las universidades dejen de brindar clases presenciales y que los alumnos dejen de interactuar con los equipos que dichas universidades brindan como complemento de sus aprendizajes. Por otro lado, el internet de las cosas es la tecnología que permite conectar dispositivos a internet y las plataformas IoT las que permiten a un usuario final el monitoreo y control remoto de dichos dispositivos. En ese sentido, el objetivo principal de la tesis es el diseño e implementación de una plataforma IoT que permita el monitoreo y control remoto desde la nube del banco de psicrometría, el cual es un equipo mecánico ubicado dentro del Laboratorio de Energía de la PUCP, a un alumno a través de una interfaz web para la realización de laboratorios remotos. Para ello, se presenta la situación del Laboratorio de Energía en pandemia y se describe al equipo en cuestión. Luego, se presenta los requerimientos a cumplir, se plantea el diseño de la arquitectura y se realiza la implementación de la plataforma. También, se realiza pruebas de rendimiento y se muestra los resultados del uso de la plataforma desarrollada por alumnos en laboratorios reales. Por último, se destacan las conclusiones claves, como el diseño e implementación exitosa de la plataforma IoT. Adicionalmente, se muestra que la plataforma está siendo utilizada por estudiantes de la PUCP a la fecha en la que se escribe la tesis.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un procesador criptográfico de curvas elípticas para el dispositivo WISP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-02) Mendez Cabana, Igor Ivan; Silva Cárdenas, Carlos BernardinoEl internet de las cosas (IoT) está creciendo a un ritmo acelerado y con ello las redes de sensores están tomando una mayor importancia. Los nuevos avances se enfocan en disminuir los costos, facilitar la implementación y la escalabilidad de estas redes. En este sentido, la tecnología RFID es una alternativa que brinda mejoras en estos aspectos. Esto se debe a que al no usar baterías para la implementación de los nodos permite que sean más baratos y brinda más capacidad de conectividad. La plataforma WISP (Wireless Identification Sensing Platform) es una etiqueta RFID programable que facilita el desarrollo de nodos RFID y que ha facilitado la investigación de nuevos protocolos de comunicación y de seguridad en RFID. Por otro lado, un problema que afecta la adopción de esta tecnología es el gran incremento de ciberataques a nodos IoT en los últimos años. Esto se debe principalmente a su baja seguridad ya que con sus limitaciones en recursos de hardware y energía se dificulta desarrollar criptografías en software óptimas. En este trabajo se presenta la arquitectura de un procesador criptográfico de Curvas elípticas (ECC) de bajo consumo energético para un FPGA y que cumple con las limitaciones energéticas para ser utilizado con la etiqueta WISP. Además, el procesador propuesto soporta operaciones sobre GF(p) en curvas Weierstrass. Por otro lado, la operación de multiplicación modular se realiza utilizando el algoritmo Multiple Word Radix-2 Montgomery Multiplication (MWR2MM). De esta manera se puede implementar una arquitectura con forma de matriz sistólica lo que permite un alto nivel de paralelización y pipelining. Finalmente, se disminuyen las transiciones de señales y se eliminan los glitches que generan consumo energético innecesario. Se realizó la simulación utilizando un campo de 192 bits en el FPGA igloo AGL1000V2. Como resultado se obtuvo una latencia de 4,157,358 ciclos de reloj. Además, a una frecuencia de 6MHz se obtuvo una potencia de 5.74 mW lo cual implica que, a medio metro de distancia de la antena, la etiqueta WISP necesitará 1.6 segundos para completar una operación de multiplicación de punto.Ítem Texto completo enlazado Estudio comparativo de plataformas IoT para el control y monitoreo remoto de un equipo mecánico para el envío y recepción datos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-01) Garcia Macavilca, Jose Anthony; Lucho Romero, César StuardoEl internet de las cosas es la tecnología que permite conectar dispositivos a internet y las plataformas IoT las que permiten a un usuario final el monitoreo y control remoto de dichos dispositivos. Debido a esto, se propone la utilización de una plataforma IoT para monitorear y controlar remotamente los equipos mecánicos de la PUCP, como el banco de psicrometría ubicado en el Laboratorio de energía de la misma, para el desarrollo de laboratorios remotos. Por este motivo, el objetivo principal será el análisis y comparación de tres plataformas IoT que permitan el monitoreo y control remoto de un equipo mecánico: ThingSpeak, ThingsBoard y Kaa IoT. En la investigación, se evidencia que la plataforma que cumple con la mayoría de los requerimientos planteados para el desarrollo de un laboratorio remoto es Kaa IoT.Ítem Texto completo enlazado Sistema inteligente para el control de consumo de energía en el hogar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-17) Jaimes Chacón, Armando Christofer; Arce Cigüeñas, Diego MartínEsta tesis presentará el desarrollo de un sistema ciberfísico inteligente para el monitoreo y control del consumo de energía en el hogar que abarcará el diseño de los dispositivos físicos y un sistema basado en el internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés) usando herramientas de computación en la nube (también conocido como Cloud Computing) para el procesamiento y transmisión de la información recolectada y comandos enviados a través de internet. Para esto se optará por una investigación preliminar y luego el desarrollo de ingeniería pertinente. También se desarrollará la aplicación web y una aplicación móvil. Además, se realizará la fabricación de los prototipos necesarios para la validación del sistema integrado con las aplicaciones mencionadas y ver su correcto funcionamiento. Luego del trabajo realizado, se puede concluir que es posible el desarrollo de este sistema y que funciona de una manera muy estable. Todo esto se valida gracias a la realización de pruebas por medio de prototipos diseñados e impresos en 3D con filamento de plástico PLA, que da la suficiente resistencia mecánica para el sistema, y su integración con las aplicaciones desarrolladas. Además, el diseño se realizó para que sea un sistema escalable capaz de soportar una gran cantidad de usuarios y que se pueda seguir adicionando diferentes tipos de dispositivos para así aumentar el confort que se tiene. En vista de que en el Perú el boom de la construcción hace que aumente exponencialmente el consumo energético por habitante, se hace necesario el desarrollo de este sistema que permita monitorear y regular el consumo de energía de una forma práctica y rápida.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema IOT de medición de la experiencia de usuario wifi en un campus universitario(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-24) Santillana Castañeda, Yorkman Steve; Velarde Criado, Luis ÁngeloEn la presente tesis, se realiza el diseño de un sistema capaz de la medición de experiencia de usuario en una red de área local inalámbrica que pueda ser implementado para su uso en la Pontificia Universidad Católica del Perú mediante un dispositivo programable IoT y servicios en la nube que complementan el funcionamiento del sistema. Para ello, se elaboran programas encargados de la medición y cálculo de parámetros, despliegue de recurso de cómputo en la nube, configuración de base de datos e implementación de una interfaz gráfica web para visualización de resultados. La presente tesis está estructurada de la siguiente manera: en el primer capítulo, se detalla la situación actual de las redes WiFi y su aplicación en redes de campus, junto con el alcance y los objetivos de la tesis; en el segundo capítulo, se desarrolla el estudio de los indicadores de medición de experiencia de usuario definiéndolos inicialmente desde la calidad de experiencia y explicando los modelos de evaluación existentes; en el tercer capítulo, se desarrolla el diseño del sistema, sus requerimientos, explicación de los algoritmos utilizados, el proceso de elección de sus componentes, la configuración de cada componente, diagrama funcional y esquemático y un análisis del costo de implementación del prototipo; y, en el cuarto capítulo, se desarrollan las pruebas de funcionamiento integral del sistema y otras pruebas adicionales sobe el rendimiento y operación del sistema.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de los sensores fibra óptica Raman y Bragg para el internet de las cosas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-24) Burga Larco, Álvaro; Yarlequé Medina, Manuel AugustoEl IoT como tecnología requiere el uso de sensores para poder extraer los datos del entorno para poder automatizar procesos y actividades en sus distintas aplicaciones. Por otra parte, los sensores de fibra óptica son una nueva tecnología que trae un buen número de beneficios en el sensado, tales como la inmunidad a la interferencia electromagnética y la capacidad para sensar múltiples puntos utilizando un solo sensor, en este caso la fibra óptica. Por tanto, el objetivo principal de esta investigación es la evaluación de los sensores de fibra óptica de Raman y de rejilla de Bragg para las aplicaciones principales del IoT. De igual manera se piensa comparar el desempeño de estos dos sensores en las distintas aplicaciones. En la investigación se llega concluir que la gran mayoría de aplicaciones no requieren de los beneficios de los sensores de fibra óptica, sin embargo, si hay determinadas aplicaciones que su uso trae grandes beneficios a la tecnología.Ítem Texto completo enlazado Estudio para el diseño de un sistema de monitoreo de temperatura y geolocalización para triciclos conservadores de frío empleando la red LPWAN de Sigfox de Lima metropolitana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-07) Guevara Zárate, Adrián Emilio; Velarde Criado, Luis Ángelo; Kamt Marconi, ÁngelEn la actualidad el incremento de nuevas tecnologías se encuentra en un punto de crecimiento exponencial, involucrándose cada día más en las actividades cotidianas de las personas y las corporaciones. A nivel empresarial, en sus instalaciones se han desarrollado tecnologías en las que no se tiene como restricción principal el contar con un suministro de energía eléctrica limitado; mientras que fuera de instalaciones, donde no se cuenta con un suministro de energía eléctrica constante, se requieren baterías que la almacenen y puedan abastecer a un sistema de monitoreo o control. Una aplicación, de entre muchas, en donde el producto principal se encuentra fuera de instalaciones, es la venta de helados en triciclos conservadores de fríos. Estas unidades se encuentran en constante movimiento por zonas dentro de la ciudad durante su jornal de trabajo. Jornal en el que el producto no proporciona un feedback de valor de temperatura en el que se encuentra el helado, con ello su calidad posproducción puede verse afectada; asimismo, hay una ausencia de realimentación que permita conocer la ubicación del triciclo durante el día, de contar con esta métrica, sería posible optimizar una gestión de flotas acorde a indicadores de cantidad de ventas. El presente trabajo de investigación plantea los fundamentos para poder desarrollar una solución basada en un sistema de internet de las cosas IoT, empleando la red LPWAN de Sigfox. Sistema que tiene inicio desde la lectura de sensores de bajo consumo de potencia para poder ser visualizados en un dashboard que permita monitorear estos parámetros, guardar un registro de estos y generar estadísticas para distintos fines como supervisión, gestión, optimización y prevención.Ítem Texto completo enlazado Estudio del diseño de un sistema IoT para el monitoreo de datos de uso, alertas y geolocalización en refrigeradores para ventas de una empresa de lácteos usando la red LoRaWAN(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-11) Jaramillo Huaman, James Miguel; Velarde Criado, Luis Ángelo; Kamt Marconi, ÁngelLa Transformacion Digital se est ´ a agilizando debido al COVID-19 y la necesidad de ´ realizar actividades remotas a traves de Internet. Las empresas empiezan a adoptar este ´ cambio de paradigma y aplicarlo en los problemas de sus negocios. A partir de ello, se explota el concepto Internet de las Cosas (por sus siglas en ingles, IoT). IoT hace ´ referencia a sistemas embebidos con sensores asociados a cosas y que tienen conectividad a Internet. Se puede acceder a los datos de los sensores desde cualquier dispositivo conectado a Internet; estos proveen informacion que ayuda a mejorar la toma ´ de decisiones para crear soluciones mas inteligentes. Existe una empresa de lacteos que entrega en calidad de pr ´ estamo refrigeradores de ´ exhibidor a terceros para promocionar sus productos y agilizar sus ventas. Sin embargo, es complicado tener un control real de estos activos tangibles. La empresa requiere un sistema que les permita establecer una geocerca (una cerca virtual delimitada por coordenadas geograficas) y enviar una alerta en caso el refrigerador sea trasladado fuera. ´ Asimismo, se propone integrar un sistema de adquisicion de datos, de tal manera que se ´ env´ıe de forma periodica la temperatura en la cabina interna, la temperatura en el motor ´ y la cantidad de aperturas y cierres de su puerta. Los refrigeradores estan distribuidos en ´ la ciudad de Lima, lo que exige una cobertura de red en la escala de los kilometros. ´ Para solucionar lo planteado se propone un sistema IoT con el uso de sensores como: acelerometro, un receptor GNSS (para la geolocalizaci ´ on) y sensores de temperatura ´ (disenados con RTDs). Adem ˜ as, se necesita LEDs indicadores y un ´ reed switch para el monitoreo de uso de la puerta. Se propone desplegar este sistema con la tecnolog´ıa LoRaWAN porque la antena de un Gateway brinda cobertura mayor a los 10 km con un bajo consumo de energ´ıa electrica. En general, se propone un esquema de red donde ´ cientos de nodos (los dispositivos asociados al refrigerador) se conectan mediante un transceptor LoRa al Gateway mas cercano que, a su vez, est ´ a conectado a Internet. Estos ´ Gateways son administrados por un servidor de Back-end que preprocesa la informacion, ´ identifica su origen, decodifica y lo reenv´ıa a un servidor de aplicacion que alojar ´ a un ´ programa para visualizar los datos y alertas en una plataforma Web tipo dashboard.