Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.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 de monitoreo en tiempo real de anaqueles y refrigeradoras en un supermercado basado en una red de sensores utilizando ZigBee(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-08-03) Toledo Sánchez, Luzmila Zenaida; Velarde Ortiz, Edgard EduardoEn la actualidad, existe una tendencia al crecimiento exponencial de dispositivos conectados a Internet y se estima que para el 2021 sean 21 mil millones los objetos conectados a la red. Además, el acceso al Internet de banda ancha en el Perú se está haciendo cada vez más disponible mientras que los costos de conexión y de la tecnología están disminuyendo. Es así, que todos estos eventos están creando un ecosistema ideal para la adopción de soluciones de Internet de las Cosas. Los diferentes dispositivos conectados a la red, no solo están cambiando la forma en la que los consumidores viven y trabajan, sino que están reorganizando de manera dramática industrias enteras. La industria de retail es uno de los principales sectores que recibirá beneficios de esta nueva tecnología . Se evaluaron las principales dolencias de los retails a través de encuestas a los gerentes de TI de retails nacionales y se determinó que los principales malestares de negocio son las fallas recurrentes de equipos de refrigeración e inventario desactualizado. Además, se concluyó que poseen una estrategia de digitalización y modernización, pero que están en la búsqueda de soluciones que puedan mejorar la experiencia del consumidor. La presente tesis tiene como objetivo el diseño de un sistema de monitoreo en tiempo real de anaqueles y refrigeradoras en un supermercado de Pisco- Perú, basado en una red de sensores utilizando el protocolo Zigbee. Se busca reducir el “out of stock” el cual implica una pérdida en las ventas y decrecimiento en la lealtad de los consumidores; a la vez se busca mecanismos que permitan planear el mantenimiento preventivo de los equipos de conservación para disminuir la probabilidad de que presente fallas. Esto se puede lograr a través de la recolección de datos relevantes de sensores instalados en los anaqueles y coolers, los cuales serán gestionados por una plataforma en la nube que permitirá el procesamiento de eventos, el análisis de datos y la toma de decisión en tiempo real. Además, la totalidad de la información podrá visualizarse desde una interfaz de usuario amigable. En el futuro, la presente tesis puede servir como base para investigaciones y desarrollo de proyectos similares de Internet de las Cosas en ambientes indoor para la industria de retail.