Informe Final - A partir de la evidente necesidad de un control eficiente y estructurado en PDF

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Diseño de un sistema para la automatización del ingreso vehicular en la sede principal de la Universidad Francisco de Paula Santander

Valentina Peñaranda Villalba 1161470 Wilfred Andrey Contreras Gómez 1161423 Wilman Arbey Ramírez Meneses 1161441

Universidad Francisco de Paula Santander. Departamento de Electricidad y Electrónica. Formulación y Gestión de Proyectos para Ingenieros. Junio 2019

Diseño de un sistema para la automatización del ingreso vehicular en la sede principal de la Universidad Francisco de Paula Santander

Valentina Peñaranda Villalba 1161470 Wilfred Andrey Contreras Gómez 1161423 Wilman Arbey Ramírez Meneses 1161441

Dirigido a: MSc. Esp@. Ing. Edwin José Vera Rozo

Universidad Francisco de Paula Santander. Departamento de Electricidad y Electrónica. Formulación y Gestión de Proyectos para Ingenieros. Junio 2019

Dedicatoria Este proyecto está dedicado a Dios y a las personas que más me han influenciado en mi vida, dándome los mejores consejos, guiándome y haciéndome una persona de bien. Con todo mi amor y afecto se los dedico a mis padres y hermana. Valentina Peñaranda

Este proyecto está dedicado a las únicas personas de las cuales he sentido apoyo, mis padrinos que han influenciado en mi vida desde que era un ser indefenso, guiándome y haciéndome una persona de bien, dándome los mejores consejos, a mis demonios que habitan en mi cabeza que lucho diariamente con el fin que no tomen mi ser, el misterio es algo de dimensiones gigantescas de ellos aprecio mi imaginación. Wilfred A. Contreras

El siguiente proyecto va dedicado a mi madre que ha sido la persona que más he atesorado en mi vida, aunque no se lo diga tan seguido, a mis hermanos a los que les quiero dar el mejor ejemplo posible y a mi padre por apoyarme en mi etapa académica, a mi gato que me acompaña en los momentos difíciles y a esa drogadicta que me cuenta sus historias de amor cada fin de semana, de la cual no se su nombre. Wilman A. Ramirez

Agradecimientos Agradezco a Dios primeramente por darme la vida, a mis padres que han dado todo el esfuerzo y apoyarme en los momentos difíciles. Al ingeniero Edwin, por impartir su conocimiento y ayudar a concluir este proyecto con éxito. Valentina Peñaranda

Agradezco a cada una de las personas que han impartido en mí, su conocimiento sin ellos posiblemente no estaría aquí, cada uno de mis compañeros que me han acompañado en esta etapa de mi vida. Wilfred A. Contreras Debo mis agradecimientos a aquellas personas que han creído en mí, y aquellas que no, no existe rencor en mi ser, agradezco a mi primo, que me aguanto durante las horas de insomnio y estrés durante la redacción. También agradezco a mis padres por no haberme abortado, aunque paso esa idea por la mente varias veces. Wilman A. Ramirez

Resumen A partir de la evidente necesidad de un control eficiente y estructurado en el control de acceso y manejo de la información en el parqueadero de la Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta, Colombia, nace la idea de un sistema de control de acceso automático cuyo funcionamiento esta cimentado de la identificación por radio frecuencia (RFID), utilizando un lector y etiquetas pasivas dadas a cada estudiante que acceda al servicio. Por lo tanto, una solución electrónica tiene como objetivo optimizar el proceso de acceso al parqueadero, el cual actualmente se hace por medio de la retención de algún documento de identidad ya sea estudiante, profesor, o personal administrativo. El sistema actual, no cuenta con un registro de entrada y salida de usuarios, ni hace un manejo de la información que permita determinar fácilmente el factor de uso del servicio.

Abstract From the evident necessity of an efficient and structured control in the control of access and information management in the parking lot of the Francisco de Paula University Santander, Cúcuta, Colombia, the idea of an automatic access control system was born whose operation is based on radio frequency identification (RFID), using a reader and passive labels given to each student who accesses the service. Therefore, an electronic solution aims to optimize the process of access to the parking lot, which is currently done through the retention of some identity document whether student, teacher, or administrative staff. The current system does not have a registry of entry and exit of users, nor does a management of the information that allows to easily determine the service use factor.

7 TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 12 I.

Planteamiento del Problema .................................................................................................. 13

II.

Justificación ........................................................................................................................... 14

III. TIPO DE PROYECTO Y ALCANCES................................................................................ 15 3.1 Tipo de proyecto.................................................................................................................. 15 3.2 Alcances .............................................................................................................................. 15 IV. Limitaciones Y Delimitaciones ............................................................................................. 16 4.1 Limitaciones ........................................................................................................................ 16 4.2 Delimitaciones..................................................................................................................... 16 V.

Objetivos ............................................................................................................................... 17 5.1 Objetivo General ................................................................................................................. 17 5.2 Objetivos Específicos .......................................................................................................... 17

VI. Marco Referencial ................................................................................................................. 18 6.1 Antecedentes ....................................................................................................................... 18 VII. Marco Teórico ....................................................................................................................... 20 7.1 ¿Qué es la tecnología RFID?............................................................................................... 20 7.2 Tipos de RFID ..................................................................................................................... 20 7.2.1 Baja Frecuencia (LF) RFID.......................................................................................... 21 7.2.2 Altas Frecuencias (HF) RFID ...................................................................................... 22 7.2.3 Ultra-Alta Frecuencia (UHF) RFID ............................................................................. 22 7.3 Aplicaciones de la tecnología RFID.................................................................................... 23 7.4 Que son las etiquetas RFID y tipos ..................................................................................... 24

7.5 Sensores RFID y Tag’s ....................................................................................................... 26 7.5.1 Módulo RFID RC522 ................................................................................................... 26 7.5.2 Llavero de Proximidad Tag RFID 13.56MHz ............................................................. 27 7.5.3 Tarjeta de Proximidad RFID 13.56MHz ...................................................................... 27 7.6 Arduino................................................................................................................................ 28 7.7 Sensor de proximidad Inductivo ......................................................................................... 30 7.8 Sistemas de gestión de bases de datos (SGBD) .................................................................. 30 VIII.Marco Legal .......................................................................................................................... 33 IX. Marco Metodológico ............................................................................................................. 34 9.1 Fase 1. Investigación y análisis .......................................................................................... 34 Actividad 1. Realizar una investigación y comparación de los diferentes tipos de Tags. ... 34 9.1.1 Actividad 2. Reconocimiento de la tecnología RFID ofrecida de manera local regional y nacional. ................................................................................................................................ 34 9.1.2 Actividad 3. Reconocimiento de la zona de trabajo. .................................................... 34 9.1.3 Actividad 4. Selección de Lector RFID ....................................................................... 34 9.2 Fase 2. Diseño del sistema de lectura RFID....................................................................... 35 9.2.1 Actividad 1. Diseño del sistema ................................................................................... 35 9.2.3 Actividad 2. Diseño del Software. ............................................................................... 35 9.3 Fase 3. Pruebas de funcionamiento .................................................................................... 36 9.3.1 Actividad 1. Implementación del dispositivo............................................................... 36 9.3.2 Actividad 2. Evaluación ............................................................................................... 36 CRONOGRAMA .......................................................................................................................... 37 PRESUPUESTOS ......................................................................................................................... 38

Resultados Esperados .................................................................................................................... 39 Conclusiones ................................................................................................................................. 40 Referencias Bibliográficas ............................................................................................................ 41

10 Lista de tablas Tabla 1. Cronograma desde la segunda semana de febrero hasta la segunda semana de junio. ... 37 Tabla 2. Presupuesto Global por fuentes de financiación ............................................................. 38 Tabla 3. Descripción de los materiales e insumos ........................................................................ 38

11 Lista de figuras

Figura 1. Frecuencias de Trabajo RFID ........................................................................................ 21 Figura 2. Módulo RFID RC522 .................................................................................................... 26 Figura 3. Llavero Tag RFID 13.56MHz ....................................................................................... 27 Figura 4. Tarjeta de Proximidad RFID 13.56MHz ....................................................................... 28 Figura 5. Aspecto de la placa Arduino .......................................................................................... 28 Figura 6. Funcionamiento del Sensor inductivo............................................................................ 30 Figura 7. Arquitectura Sistemas de gestión de bases de datos (SGBD) ........................................ 32 Figura 8. Resumen de Normas ISO/IEC para RFID ..................................................................... 33 Figura 9. Diseño general ............................................................................................................... 35 Figura 10. Diagrama de flujo del Software ................................................................................... 36

12 INTRODUCCIÓN En la actualidad la tecnología RFID es muy utilizada para procesos automatizados desde los simples supermercados empleados en la seguridad hasta en algunos sitios carcelarios, por medio de la tecnología RFID se puede hacer una gestión centralizada de muchos o varios objetos, un ejemplo podrían ser los aeropuertos, donde se les implementa etiquetas RFID o tags, para así evitar pérdidas o confusiones de equipaje. Los tags cuentan con un chip RFID y gracias a la identificación de base de datos se da una relación directa y rápida, logrando así realizar una infinidad de aplicaciones. Las bases de datos centralizan la información y gestionan de manera eficiente cada una de las identidades particulares que el usuario posee, de esta forma en un ejemplo general se le puede negar el acceso a particulares que no se les permite ingresar a cierto lugar establecido. El proceso manual de un parqueadero gestionado por un operario de seguridad requiere de mayor tiempo de validación y gestión del usuario que quiera acceder al servicio. Por medio de la tecnología RFID este proceso permite un control más ágil y riguroso del acceso a un parqueadero, debido a que el ID es único e intransferible, y solo puede ser modificado por el administrador del sistema.

13 Planteamiento del Problema En la actualidad la mayoría de las acciones realizadas por el ser humano se han podido llevar a cabo por herramientas tecnológicas, quienes facilitan la cotidianidad del mismo; llegando a reemplazar y mejorar eficientemente ocupaciones y empleos como lo son la recepción y atención de usuarios. Muy utilizado en compañías telefónicas y de servicios varios. La tecnología ofrece una viable ventaja financiera y social, permitiendo optimizar procesos y automatizar actividades de control. El control de personal en ciertos establecimientos generalmente es realizado por personal de seguridad, evitando ingreso o salida de personal no autorizado, incluso llegando a temas de hurto o desfalco. En las Instituciones de Educación Superior (IES) como lo es la Universidad Francisco de Paula Santander, es importante mantener un control adecuado debido al constante flujo de personas que habitan en sus instalaciones, por ello se deben tener en cuenta los sistemas de seguridad adecuados para mantener el bienestar de la administración, de sus estudiantes y docentes. El parqueadero institucional ha sido una clave amenaza para distintos tipos de inconvenientes, debido al control ineficiente sobre las personas quienes ingresan a institución, las demoras en el paso de vehículos, la procedencia de sus vehículos y el número real de capacidad total de zonas de parqueo.

14 Justificación Por ello se planea realizar una salida eficiente a dicha problemática, brindando un modelo práctico y automático de realizar el control vehicular dentro de la IES. Ofreciendo un mejoramiento en el acceso de vehículos automotores y vigilancia en las instalaciones de parqueo de la UFPS, generando mayor eficiencia en el proceso de entrada – salida de la institución. Esta solución automatizada proporcionara soluciones de tiempo, control de vehículos y evita problemas sobre la saturación de zonas de parqueo.

15 TIPO DE PROYECTO Y ALCANCES 3.1 Tipo de proyecto La investigación aplicada es de tipo experimental explicativa, utilizando el método científico.

3.2 Alcances El proyecto abarcara todo el parqueadero de vehículos automotores dentro de la sede principal de la Universidad Francisco de Paula Santander (UFPS), también teniendo en cuenta la eficiencia económica se busca tener una minimización de costos de menos del 15%. La encuesta realizada para la complementación de información sobre el diseño del sistema se realizará con un indicador de éxito 15 personas. El sistema debe poder ser realizado con un indicador de éxito de menos de 6 meses (seis).

16 Limitaciones Y Delimitaciones 4.1 Limitaciones Para el diseño del sistema automatizado no se tendrá en cuenta los inconvenientes generados por personas externas a la institución que ingresen en vehículos ya registrados, ni por pérdida, robo o hurto del carnet estudiantil. El sistema no reemplaza el personal de seguridad o vigilantes, proporciona una asistencia automática frente a dichos problemas de control.

4.2 Delimitaciones El sistema tendrá dos puntos de control, ubicados en las entradas de la UFPS, uno en la entrada superior ubicada en la zona de la casona, y otra en el coliseo de la institución, las cuales son las entradas vehiculares utilizadas para el ingreso y salida de personal administrativo y estudiantil. El parqueadero de motocicletas genera cierta complejidad para poder aplicar el sistema, debido al número de usuarios que la utilizan, y la adecuación para una base de datos en estos sitios genera cierta rémora.

17 Objetivos 5.1 Objetivo General Diseñar un sistema para automatizar el ingreso vehicular en la Universidad Francisco de Paula Santander.

5.2 Objetivos Específicos  Investigar el estado del arte a nivel local, regional y nacional.  Reconocer la zona de trabajo, empleando métodos de medición para el respectivo diseño del sistema.  Construir el sistema de control vehicular a partir de lo especificado en el muestreo.  Evaluar el funcionamiento y la eficiencia del proyecto.

18 Marco Referencial 6.1 Antecedentes Las aplicaciones más comunes de la tecnología RFID, se encuentran en el sistema que aplican los vehículos en sus llaves, que se basa en un lector que mediante la tecnología RFID identifica la llave, con el fin de proteger el automóvil, las aplicaciones de la tecnología varían dependiendo de la frecuencia de operación que busca el usuario; con frecuencias bajas los costos de implementación son bajos, pero la distancia de lectura y operación también son afectada reduciendo su interacción. Las aplicaciones que emplean frecuencias altas acceden a lecturas más rápidas y de mayor distancia, pero su desventaja radica en el material que debe traspasar debido a la longitud de la onda. Una aplicación vista en muchas partes del mundo corresponde a la utilización de tarjetas RFID para recaudación de peajes, lo que permite una mayor agilidad en el proceso, este beneficio genera una mayor movilidad en las vías, evitando congestiones en el peaje, algunas autopistas en el mundo aplican esta tecnología como por ejemplo la Fistra de california, el sistema IPass de Illinois, el tele-peaje Tag en Santiago de chile, Salik en Dubái. Han utilizado esta tecnología. Un Tag RFID es colocado en el parabrisas de automóvil al momento de acercarse al peaje, el lector RFID identifica el vehículo y la información del mismo y realiza el cobro, de esta manera el conductor solo debe reducir su velocidad, para que el Tag pueda ser leído. [1] En Colombia la implementación Tele peaje implementado Tag RFID existen en 57 estaciones de peaje, en la autopista de Cundinamarca se encuentra varias plazas, las

19 carreteras de Devinorte, concesión vial los llanos, la concesión de Odinsa y las autopistas de café cuentan con esta tecnología ofrecida en colombina por la empresa Indra. [2] El uso de sistemas inteligentes de control de acceso vehicular mediante tecnología RFID se ha venido implementando en diversos lugares del mundo un caso es el de la universidad de Georgia (UGA) en Estados Unidos, Esta universidad cuentas con más de 36.000 estudiantes y 10.000 empleados, tiene en sus instalaciones de parqueo más de 20.000 espacios, con la implementación de tecnología RFID para el acceso de vehículos redujo 77% la velocidad de entrada y salida, mejorando por usuarios de 15 segundos típicamente a 4 segundos el tiempo de registro, lo que presenta una gra...