Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Diseño e implementación de un middleware para la integración horizontal de aplicaciones y dispositivos IoT usando la arquitectura de microservicios(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-01-14) Macedo Pereira, Alejandro; Benavides Aspiazu, JorgeEl presente trabajo consiste en el diseño e implementación de un middleware para la integración horizontal de aplicaciones y dispositivos IoT. Este problema nace por la heterogeneidad de los diversos componentes de los dispositivos entre los que se encuentran los distintos tipos de sensores y las mediciones que realizan, los diversos protocolos de comunicación que existen y la flexibilidad con la que se cuenta para combinar entre los casos anteriores. Por lo tanto, se requiere de un sistema que sea capaz de procesar dispositivos de diversas características y protocolos de comunicación para convertirla en un formato mucho estandarizado y que pueda ser usado fácilmente por desarrolladores con pocos conocimientos específicos de IoT. Ese sistema estará desarrollado bajo una arquitectura de microservicios, lo que permite ser fácilmente extensible y desarrollarse en el lenguaje que se desee, implementándose en este trabajo seis servicios que permiten registrar y almacenar la información enviada por diversos dispositivos IoT separando el acceso a los recursos mediante un sistema de usuarios y autenticación. En el primer capítulo se describe la formulación del diseño teórico del sistema, desde la problemática, los objetivos y finalmente los requerimientos establecidos para la implementación. El segundo capítulo es un estudio del estado del arte de middlewares de integración vertical, donde se estudian estándares propuestos y dos implementaciones para la solución de este problema. El tercer capítulo muestra el diseño y desarrollo final del sistema, explicándose el flujo de funcionamiento de la información de los dispositivos y cada uno de los servicios implementados. También se explica el modelo de despliegue usado. En los capítulos finales se presenta el modelo de pruebas desarrollados y se estudian los resultados obtenidos. Finalmente, se describen las conclusiones obtenidas del diseño y la implementación del sistema, así como las recomendaciones para posibles trabajos futuros.Item Evaluación y diseño de una Plataforma IoT con soporte de protocolo MQTT para un entorno de red empresarial(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-16) Jimenez Canal, Vicmar Raul; Benavides Aspiazu, JorgeLa transformación digital ha traído consigo muchos beneficios y retos para las empresas; y pese a ello, aún se tiene muchos inconvenientes en adoptar un sistema centralizado para las tecnologías IoT. Las plataformas IoT son sistemas solicitados por las empresas para unificar toda la labor de gestión y operativa relativa al IoT, sin embargo, las empresas para optar por un nuevo tipo de tecnología requieren de referencias de mercado como evaluaciones en ambientes de prueba, diseños validados o experiencias en la misma tecnología en otras empresas del mismo rubro. A pesar de esto, se carece de estas pruebas, evaluaciones y estándares en las plataformas IoT actuales del mercado por lo cual se dificulta su adopción. Es así, como la presente tesis tiene como objetivo realizar la prueba, evaluación y diseño del rendimiento de una plataforma IoT empleando software de código libre. Esto se realizará mediante la implementación de todos los componentes en un centro de datos de prueba y como resultado, se podrá contrastar el beneficio de las distintas plataformas IoT en cada escenario establecido. Dado que los escenarios propuestos son en base a plataformas IoT de terceros, se busca desarrollar un nuevo sistema que cubra las mismas capacidades, y por consiguiente, sea el inicio de futuros proyectos que se complementen con lo propuesto para las tecnologías IoT Finalmente, obtenido toda la información y capacidades respecto a las plataformas, se realizó un análisis exhaustivo del porqué de cada parámetro recibido y como estos pueden beneficiar a los requerimientos empresariales de todo tamaño. Como resultado final, se propone un estudio de mercado en el cual la empresa analizara los costos de implementación para un tipo de escenario.Item Diseño de un sistema inteligente de ahorro de energía eléctrica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-07-21) Poma Aliaga, Luis Felipe; Benavides Aspiazu, JorgeEn la actualidad, la demanda del consumo de energía eléctrica se ha incrementado significativamente. Este fenómeno se ha presentado tanto en el sector doméstico como en el sector industrial. Por lo que es necesario, la construcción de nuevas fuentes energéticas para satisfacer las demandas actuales. Asimismo, se debe considerar el tiempo, el costo y el impacto ambiental que ocasionaría la construcción de las mismas. Ante este hecho, se plantea establecer planes de ahorro de energía eléctrica con ayuda de sistemas inteligentes en instalaciones domésticas para uso racional de la energía eléctrica, como una alternativa eficaz para no recurrir a nuevas fuentes energéticas. En la presente tesis, se tiene como objetivo el diseño de un sistema inteligente por medio de algoritmos de aprendizaje por redes neuronales que permita el uso racional y eficiente de la energía eléctrica en el sector doméstico. El desarrollo de la tesis incluye diseñar dispositivos que nos permitan medir la potencia eléctrica consumida. Estos dispositivos se desarrollarán con la ayuda de un conjunto de sensores de potencia. Como también el diseño y simulación de sensores de presencia que nos permita monitorear la presencia del usuario. En cuanto al control inteligente se desarrollará algoritmos de aprendizaje basadas en redes neuronales, de tal forma que sean capaces de aprender del horario de la rutina del usuario. También, se incluye el diseño de una interfaz adecuada con el usuario que permita el ingreso de datos para su procesamiento y visualización. Además, el diseño de un protocolo de comunicación más adecuada orientada a la domótica. Finalmente, se desarrollarán simulaciones y pruebas del funcionamiento del sistema inteligente, como los dispositivos desarrollados como el conjunto de sensores y el control inteligente.Item Diseño y desarrollo de un sistema de iluminación automatizado para el hogar usando tecnología Zigbee y controlado inalámbricamente desde un servidor web(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-08-26) Lanao Sánchez, Daniel Francisco; Benavides Aspiazu, JorgeEl objetivo de la presente tesis consiste en diseñar y desarrollar un sistema de iluminación automatizado y que pueda ser controlado desde un dispositivo móvil que permita administrar mejor la energía eléctrica dedicada a la iluminación del hogar. Para llegar a este objetivo, se optó por usar el protocolo de comunicación Zigbee para poder comunicar inalámbricamente las distintas partes del sistema. Para la interfaz de usuario, se usó diseño web utilizando lenguajes PHP y librerías de Jquerry Mobile; para el manejo de base de datos se usó MySQL y para el programa que se ejecuta en el servidor se utilizó el lenguaje de programación JAVA. Se llegó a la conclusión de que se pudo cumplir satisfactoriamente el desarrollo del sistema automatizado controlable desde la aplicación web, con un tiempo de respuesta aceptable, con algoritmos que toman en consideración niveles de iluminación y presencia y con una interfaz de usuario moderna y eficaz. También se pudo observar que este el sistema tiene varios aspectos por mejorar para poder llegar a tener un sistema de nivel comercial.Item Diseño de un sistema de evasión de obstáculos para una aeronave no tripulada usando visión estereoscópica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-08-08) Layme Huaquisto, Álvaro Guido; Benavides Aspiazu, Jorge; Flores Espinoza, Donato AndrésEn los últimos años, la utilización de unidades aéreas no tripuladas se ha incrementado enormemente debido a la gran cantidad de usos que se les puede dar. El uso de aeronaves autónomas es importante, por ejemplo, para la agricultura, arqueología, seguridad ciudadana, construcciones a gran escala y minería. Para garantizar que el vuelo autónomo de la aeronave se realice sin problemas es necesario que cuente con los medios necesarios para detectar los objetos que se encuentran en su plan de vuelo y evitar una posible colisión. Las aeronaves no tripuladas pueden ser utilizadas en distintos rubros por lo que es necesario proveer la tecnología necesaria para adaptarse a las funciones requeridas.Item Diseño de un sistema de transmisión/recepción basado en OFDM para comunicaciones PLC de banda ancha(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-04-04) Mitacc Meza, Edward Máximo; Benavides Aspiazu, JorgeEn el presente trabajo se realizó el diseño en hardware de una arquitectura de un sistema de transmisión-recepción de banda ancha orientado a comunicaciones por las redes eléctricas (power line communications, PLC), basado en el esquema de modulación FFT-OFDM e inspirado en el modelo de capa física del estándar IEEE 1901. La arquitectura fue descrita mediante lenguaje de descripción de hardware VHDL, para su posterior implementación en un dispositivo FPGA. El sistema diseñado consta de dos módulos principales: el transmisor y el receptor. El primero se encarga de generar una señal OFDM a partir de una trama de entrada de 4096 bits, mientras que el segundo realiza el proceso inverso, es decir, decodifica una trama de 4096 bits a partir de una señal OFDM recibida. Para los procesos de modulación y demodulación, se emplean núcleos de IFFT y FFT de 4096 puntos, y se utiliza el esquema QPSK para la codificación de cada una de las subportadoras. Asimismo, ambos módulos, transmisor y receptor, cuentan con mecanismos de codificación y corrección de errores, a fin de reducir la propagación de los mismos en los paquetes de datos transmitidos. La descripción en VHDL del sistema de transmisión-recepción diseñado fue sintetizada, utilizando las herramientas del software ISE 14.4 de Xilinx®, para el dispositivo FPGA Spartan-6 XC6SLX45. Entre los resultados obtenidos, destaca que la máxima frecuencia de operación alcanzada por el sistema es de 107,68 MHz. Asimismo, en simulaciones realizadas de la operación del sistema en presencia de modelos de ruido periódico síncrono y ruido periódico asíncrono, se obtuvieron cero errores para valores de SNR mayores a 11 dB.