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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA DE DETECCIÓN DE ACCIDENTES EN MOTOCICLETA PARA UN ENTORNO EMPRESARIAL
AUTORES:
DAVID LEONARDO LANCHEROS AGUILAR HILDO NORBEY ROJAS CASTILLO
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES
BOGOTA D.C. – 2018
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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA DE DETECCIÓN DE ACCIDENTES EN MOTOCICLETA PARA UN ENTORNO EMPRESARIAL
AUTORES: DAVID LEONARDO LANCHEROS AGUILAR
Código: 20161373006 HILDO NORBEY ROJAS CASTILLO
Código: 20161373014
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL EN INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES
DIRECTOR DE PROYECTO: MSC. GIOVANI MANCILLA GAONA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES BOGOTA D.C. – 2018
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NOTA DE ACEPTACIÓN
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
FIRMA DIRECTOR
___________________________________
FIRMA COORDINADOR
___________________________________
FIRMA CALIFICADOR
___________________________________
Bogotá D.C. agosto 28 del 2018
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Resumen En la actualidad el aumento del uso de la motocicleta como transporte se ha vuelto tendencia por sus múltiples prestaciones, pero no todo es tan color rosa, si se va a estar arriba de este automotor hay que tener presente los riesgos que este lleva, debido a que por un mal uso se pueden presentar accidentes de tránsito, afectando la integridad de las personas a bordo. El propósito de realización del proyecto fue buscar lograr una disminución de tiempos de respuesta por parte de organismos de emergencia involucrando e informando al entorno empresarial al que cada conductor de motocicleta pertenece y así poder poner en marcha planes de contingencia o relevos de conductor para terminar de prestar el servicio es la premisa en la que se basa este proyecto, contando las empresas con la ubicación exacta podrá dar aviso a las líneas de emergencia con celeridad mitigando este tipo de accidentes por medio del monitoreo de los niveles de inclinación de la motocicleta y así mismo se generó un proceso para identificar si existe alguna novedad que informar oportunamente. Palabras clave: Internet de las cosas, wifi, gps, Arduino, raspberry pi, giroscopio, acelerómetro, servidor web, Big data, node-red. Abstract
Currently the increase in the use of the motorcycle as a transport has become a trend for its multiple benefits, but not everything is so pink, if you are going to be on top of this car you have to bear in mind the risks that it has, due to that due to misuse can occur traffic accidents, affecting the integrity of people on board. The purpose of the realization of the project was to achieve a reduction in response times by emergency agencies involving and informing the business environment that each motorcycle driver belongs and thus be able to implement contingency plans or driver relays to finish to provide the service is the premise on which this project is based, counting the companies with the exact location will be able to give warning to the emergency lines with speed by mitigating this type of accidents by means of the monitoring of the inclination levels of the motorcycle and Likewise, a process was created to identify if there is any new information to be reported in a timely manner. Keywords: Internet of things, wifi, gps, Arduino, raspberry pi, gyroscope, accelerometer, web server, Big data, node-network.
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Tabla de contenido.
1. DEDICATORIA 8
2. AGRADECIMIENTOS 9
3. INTRODUCCCIÓN 10
4. GENERALIDADES 11
4.1 DESCRIPCIÓN DE LA ACCIDENTALIDAD EN COLOMBIA. 11
4.2 PRINCIPALES INCIDENTES DE ALTO IMPACTO EN EL PROYECTO. 11
4.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 11
4.4 JUSTIFICACIÓN. 14
5. IMPACTOS ESPERADOS 14
5.1 IMPACTO SOCIAL 14
5.2 IMPACTO ECONÓMICO 14
5.3 IMPACTO TECNOLÓGICO 15
6. OBJETIVOS 15
6.1 OBJETIVO GENERAL 15
6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 15
7. ESTADO DEL ARTE 16
7.1. DISEÑO DE PROTOTIPO DE EDR (REGISTRADOR DE DATOS DE EVENTOS) EN MOTOCICLETA. 16
7.2 Prototipo de un sistema de telemetría y control para seguridad en vehículos, soportado en redes móviles. 17
7.3 Middleware para la definición e implementación de servicios genéricos independientes de la plataforma orientada a dispositivos móviles. 17
7.4 Prototipo de sistema de localización por GPS para salvamento marítimo. 18
7.5 Detección de área propensa a accidentes usando la base de datos de estrés del conductor. 19
8. MARCO TEORICO. 19
8.1 IOT (INTERNET OF THINGS). 19
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8.2 ESTÁNDAR IEEE 802.11. 21
8.4 RASPBERRY PI. 22
8.5 SHIELD WIFI ESP-12E. 24
8.6 SENSOR DE INCLINACIÓN Y/O ACELERÓMETRO, MPU6050. 24
8.7 MODULO GPS NEO 6M 26
8.8 ELECTROVÁLVULA 10.2MM PULGADA DE PLÁSTICO PARA SISTEMAS SIN PRESIÓN N/C. 26
8.9 PROTOCOLO MQTT. 27
8.10 LENGUAJE PHP. 27
8.11 NODE RED 28
8.13 TIEMPOS DEL SISTEMA DEL SERVICIO MEDICO EN UNA EMERGENCIA. 28
8.14 RECOMENDACIONES SEGÚN DIVERSAS ORGANIZACIONES 31
8.14.1 Agencia Nacional De Seguridad VIAL-ANSV 31
8.14.2. DIRECCIÓN GENERAL DE TRÁFICO DE ESPAÑA 32
8.14.3 ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) 34
9. MARCO LEGAL. 35
10. METODOLOGIA PROPUESTA 36
10.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA SOLUCIÓN PROPUESTA (EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS) 38
11 RESULTADOS PRUEBAS Y PROCESO DE DESARROLLO 42
11.1 MONTAJE DE LOS SENSORES 42
11.2 MONTAJE DEL ACTUADOR MECÁNICO. 44
11.3 CONEXIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL PROTOCOLO MQTT. 44
11.6 RELACIÓN COSTOS Y BENEFICIOS DEL PROYECTO. 46
12 CONCLUSIONES 57
13 BIBLIOGRAFÍA 58
7
Tabla de ilustraciones.
Ilustración 1 Accidentes que vinculan a particulares [4]. 13
Ilustración 2 Estructura global de internet de las cosas [11]. 20
Ilustración 3 Especificaciones Raspberry PI (computador de placa reducida) [17]. 23
Ilustración 4 Vista superior modulo WIFI ESP-12E [18]. 24
Ilustración 5 Sensor acelerómetro y giroscopio [19]. 25
Ilustración 6 Diagrama de bloques funcional sensor acelerómetro y giroscopio [19]. 25
Ilustración 7 Modulo GPS [20]. 26
Ilustración 8 Electroválvula plástica 10.2 mm [21] 27
Ilustración 9 Diagrama de bloques general 37 Ilustración 10 Conexión física entre el MPU6050, Módulo Gps Neo6m y la tarjeta de desarrollo
Wemos D1 R2. 38
Ilustración 11 Aspecto final de la aplicación. 41
Ilustración 12 Actuador instalado. 42
Ilustración 13 Mapa de cobertura Claro móvil 4G [40]. 51
Ilustración 14 Mapa de cobertura 3G Claro móvil 53
Tabla 1 Casos de accidentes a nivel nacional donde se vieron involucradas motocicletas, bicicleta y automóvil en el 2016-2017 [3]. 13
Tabla 2 Resumen del estándar IEEE 802.11 [13] 21
Tabla 3 Comparativa de inclinómetros con y sin filtro complementario. 43
Tabla 4 Costos generales directos e indirectos del proyecto. 46
Tabla 5 Costos específicos directos hardware y comunicaciones del proyecto. 47
Tabla 6 Descripción de los beneficios posibles para el conductor de la motocicleta. 48
Tabla 7 Beneficios generales posibles para el empleador. 49
Tabla 8 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 4G. 51
Tabla 9 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 3G [40] 53
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1. DEDICATORIA
Al universo y su conspiración mística la cual nos llenó de motivación para creer en
nuestros sueños y luchar incansablemente por hacerlos realidad.
A nuestros padres por su incondicionalidad frente a cualquier circunstancia, por ser ese
apoyo inquebrantable guiándonos por la senda correcta de la vida, por todos los consejos
y palabras de fortaleza, por tantas cosas que no tienen precio, pero sin un valor
incalculable.
A nuestros compañeros de la academia que con el paso del tiempo se convirtieron en
amigos con los que se pudo contar para cualquier eventualidad, por hacer parte de este
equipo de trabajo creciendo juntos académicamente y así lograr las metas que cada uno
tenía trazadas.
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2. AGRADECIMIENTOS
Los autores expresan sus agradecimientos a:
Al profesor Giovani Mancilla Gaona por todo su apoyo impulsando proyectos de grado
que interactúan directamente con esta sociedad intentando de una u otra manera mejorar
la calidad de vida de personas que más lo necesitan, desde un contexto social.
Al señor Jairo Lancheros Mesa y a la señora Villa Nubia Aguilar Cárdenas por permitirnos
ejecutar el proyecto en su casa, por sus palabras de ánimo y su contribución en general
para el desarrollo de este trabajo.
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3. INTRODUCCCIÓN
En esta era de la información se hace necesario que se plasmen digitalmente en la nube
los objetos cotidianos conectándolos por medio de redes convergentes facilitando cada
vez más la vida de los seres humanos, buscando una interconectividad total de todos los
dispositivos que contengan electrónica en su interior y a los que no la posean
implantársela, para lograr este propósito.
Debido a esta nueva manera de ver el mundo tecnológico se presenta la oportunidad
para el desarrollo de iniciativas que contengan el concepto internet de las cosas, del cual
se hizo uso para el desarrollo e implementación de un sistema de detección de accidentes
que con el uso del principio de IoT permite la visualización por medio de internet, el
estado de la motocicleta desde dispositivos que puedan acceder a un navegador web
con el fin de que en caso de un accidente informe de manera oportuna al entorno
empresarial al cual pertenece el conductor del automotor.
Esta visualización remota del estado de la motocicleta se da tomando como principio que
en dicho móvil se encuentra un sensor de inclinación, el cual es capaz de detectar los
niveles de declive que se puede presentar mientras se conduce, la lectura del sensor se
puede ver en tiempo real desde un dispositivo que navegue en la red tomando en cuenta
que se pone en práctica el principio básico de IoT, debido a que este sensor se encuentra
directamente conectado a un sistema autónomo el cual es capaz de tomar esta lectura,
a este dispositivo también se encuentra conectado un módulo WI-FI que brinda
comunicación entre el sistema alojado en la motocicleta y el servidor donde está alojada
la interfaz de usuario con una base de datos diseñadas para este detector de accidentes,
con el fin de poder notificar en pantalla que el nivel inclinación no sobrepase los
parámetros normales adicionalmente muestra la ubicación en tiempo real de la
motocicleta. La implementación de este sistema tuvo como fin detectar accidentes para
entornos empresariales como por ejemplo compañías emergentes de transporte de
productos como Rappi, Domicilios.com, Uber Eats, etc.
11
4. GENERALIDADES
4.1 Descripción de la accidentalidad en Colombia.
Según el observatorio nacional de seguridad vial-ONSV Colombia, de acuerdo con la
información preliminar Vial entre enero y septiembre de 2016 se registran un total de
2.130 fallecidos y 13.455 lesionados en hechos de transito valorados por el Instituto
Nacional de Medicina Legal y ciencias forenses. En comparativa con el año 2017 que
tuvo una cifra para fallecidos de 1.956 víctimas mortales a bordo de una motocicleta y de
lesionados un numero de 5. 363. Es importante señalar que las reducciones se registran
de manera generalizada para cada uno de los tipos de actor vial en el año 2017 pero sin
embargo las cifras de muertes y lesionados producto de movilizarse en motocicleta es
bastante elevado [1].
4.2 Principales incidentes de alto impacto en el proyecto.
Al culminar completamente este proyecto se espera que el sistema permita visualizar
desde cualquier dispositivo que cuente con acceso a internet los niveles de inclinación
adjuntamente con la ubicación que hay en la motocicleta, utilizando como procesador y
controlador el computador de placa reducida Raspberry Pi, para mediante
comunicaciones la red móvil para cerrar la válvula principal del paso de gasolina con un
actuador electromecánico remotamente; también se espera que las diferentes alertas
tengan un tiempo de respuesta adecuado para que tomar una acción para salvar en dado
caso la vida del motociclista y así intentar prevenir pérdida de vidas humanas.
4.3 Planteamiento del problema
Los accidentes viales son catalogados según la organización mundial de la salud (OMS)
la epidemia del siglo XXI ya que por año se producen dentro de mil doscientos millones
12
de muertes (1.200) de personas en el planeta, para el caso concreto de siniestros donde
conductores de motocicleta estén involucrados en accidentes de tránsito y no puedan
notificar oportunamente el siniestro debido a la gravedad en la que se encuentran a la
entidad a la cual pertenecen, por tal motivo en un suceso como estos él envió de
notificaciones a un sistema de detección de accidentes para un entorno empresarial debe
ser prioritario, para que los diferentes empleadores puedan implementar protocolos para
reducir la accidentalidad y los tiempos respuesta que se considera que es el período que
transcurre entre el momento en que es solicitado el servicio de atención hasta que el
personal de salud tiene contacto con el paciente, siendo este el indicador de mayor valor
para brindar una asistencia oportuna y de calidad, obteniendo como resultado una
oportuna atención médica y que no se generen retardos en las labores de transporte de
artículos que cada empresa desempeñe por motivo del siniestro presentado [2]. La
asistencia médica que se brinda en Colombia es ineficiente debido a que los sistemas de
atención prioritaria en Colombia carecen de un sistema de ubicación vía GPS que pueda
disminuir el tiempo de espera y respuesta cuando se presente algún siniestro de
motocicleta adicionalmente el país no cuenta con una plataforma para el aviso oportuno
por parte del vehículo que se encuentra inmerso en un accidente cuando no requiera
atención prioritaria [3].
Como se muestra en la tabla 1 la accidentalidad de motociclistas es un tema que sigue
preocupando a las autoridades nacionales según la agencia de seguridad vial, en el 2017
los accidentes donde se involucran motociclistas con heridos tuvieron una cifra de 15.768
sin embargo disminuyo con respecto al mismo periodo en el 2016 donde hubo un numero
17.717 [4], se logra identificar las cifras de muertos y lesionados el tipo de servicio que
presta el vehículo casos de accidentalidad que se han presentado en el periodo enero-
septiembre del 2017 y el 2016.
Se analizan la totalidad de los casos reportados a nivel nacional, hay una muestra y una
tendencia donde se pueden observar que los siniestros en motocicleta presentan cifras
elevadas con respecto a otros medios comunes de transporte. Cuáles son las posibles
causas de ocurrencia de accidentes en las que se relaciona un vehículo de dos ruedas.
Entre estos se encuentran invasión de carril, pérdida de control del vehículo, exceso de
13
velocidad, no mantener la distancia de seguridad, no respetar la prelación, entre otras,
que se resumen en que la mayoría son causas evitables.
Tabla 1 Casos de accidentes a nivel nacional donde se vieron involucradas
motocicletas, bicicleta y automóvil en el 2016-2017 [3].
En cuanto a motociclistas que utilizan este medio de transporte para un servicio particular,
los estudios de la agencia nacional de seguridad vial evidencian que en 2017 hubo 79.493
siniestros esto se puede observar en la figura 2.
Ilustración 1 Accidentes que vinculan a particulares [4].
14
4.4 Justificación.
Colombia es un país en desarrollo tecnológico que está empezando a incursionar en el
área del Internet de las cosas, este proyecto es un claro ejemplo de cómo se puede
utilizar esta red informática en beneficio de los colombianos con programas de bajo costo.
Adicionalmente con base en los datos soportados en el planteamiento del problema, este
proyecto brinda un gran aporte a él gran gremio de motociclistas que su índice de
accidentalidad va en aumento este proyecto se gesta en pro del beneficio y mejora de
calidad de vida de los conductores de motocicleta.
5. IMPACTOS ESPERADOS
5.1 Impacto Social
Este proyecto es pensado para implementarse a largo plazo en todas las motocicletas
del país para disminuir los tiempos de respuesta a los accidentes de tránsito por parte de
los cuerpos de emergencia y, además es un proyecto de bajo costo y poco consumo de
energía que podrá prevenir retardos por parte de ambulancia y aseguradoras e incluso
prevenir la pérdida de vidas humanas.
Se espera contribuir a la sociedad y al país un avance tecnológico en el campo de IoT,
gracias a que estas tecnologías nos permiten actuar rápidamente ante cualquier
eventualidad que pueda afectar la integridad de las personas que utilicen la motocicleta
como medio de transporte.
5.2 Impacto Económico
Con el desarrollo de este proyecto se propuso encontrar a futuro un controlador o
computador de placa reducida de menor costo que cumpla las mismas funciones y así
15
poder producir en masa, para poder comercializar con personas de escasos recursos, y
hacer asequible un sistema de detección y datificación de accidentes en motocicleta.
5.3 Impacto Tecnológico
El impacto tecnológico se ve reflejado cuando se hace la implementación de IoT debido
a que a nivel de telecomunicaciones actualmente se está haciendo uso de ésta en
diversos proyectos. Adicionalmente el uso de la red para monitorear de forma remota
sensores y actuadores que se encuentran en ubicaciones geográficas diferentes está
en auge a nivel mundial.
6. OBJETIVOS
6.1 Objetivo general
• Diseñar e implementar un sistema de Detección de accidentes en motocicleta que
notifique a el entorno empresarial al cual pertenece cada motociclista en caso de
sufrir un siniestro de tránsito en la vía, generando notificación oportuna desde el
siniestro hacia las diferentes empresas prestadoras de servicios en motocicleta
para que estas a su vez reporten de manera oportuna a los organismos de
emergencia.
6.2 Objetivos específicos
• Adquirir y procesar los datos tomados por el sensor de inclinación, con el fin de
identificar un accidente en un instante de tiempo, y así poder tratar los datos que
suministran información relevante con el computador de placa reducida.
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• Adquirir y procesar coordenadas según sensor GPS que proporcione la ubicación
de la motocicleta.
• Establecer la comunicación móvil entre el Arduino y el computador de placa
reducida donde estará creado un servidor web, almacenando los datos tomados
por los diferentes sensores del proyecto.
• Activar automáticamente actuador mecánico que cierre la válvula principal de paso
de combustible, luego de producirse el siniestro.
7. ESTADO DEL ARTE
Actualmente a nivel mundial se han venido presentando diversas iniciativas en el terreno
de IoT, las cuales han permitido adoptar soluciones que permiten el desarrollo tanto en
el campo de la industria, domótica, e-health como en cada uno de los medios de
transporte donde este tipo de proyectos se logran implementar. Con base en esto se
tendrán de referentes los proyectos a continuación nombrados, los cuales tienen
enfoques y campos de trabajo que se encuentran muy correlacionados con la aplicación
plasmada en esta monografía.
7.1. Diseño de prototipo de EDR (registrador de datos de eventos) en
motocicleta.
El principal objeto de este proyecto, es diseñar un prototipo de registrador de datos de
eventos (EDR) el cual es una unidad que registra el parámetro de movimiento de un
vehículo utilizado principalmente con fines de análisis de accidentes. En esta
investigación, se presenta el diseño preliminar de un prototipo de EDR simple de bajo
costo que utiliza solo sensores externos, es decir, información de IMU, GPS y brújula, por
lo tanto, este EDR puede agruparse fácilmente y de manera económica para ser utilizado
17
incluso en una motocicleta. Se registran algunos parámetros de movimiento importantes,
incluida la posición geográfica, la orientación y la velocidad de balanceo y paso. Todos
los parámetros probados se extraen con éxito del EDR y pueden indicar las propiedades
del impacto en la simulación del accidente. Una GUI 3D se utiliza para animar los
movimientos de la motocicleta en la PC de acuerdo con los datos EDR [5].
7.2 Prototipo de un sistema de telemetría y control para seguridad en vehículos,
soportado en redes móviles.
En este proyecto se continua con la red GPRS en la cual se introduce a una visualización
por medio de LabVIEW usando otro tipo de controlador como lo es el PIC de microchip,
lo cual es su principal falencia a comparación de nuestra propuesta, ya que por tiempos
de envió y durabilidad del controlador no es la mejor opción para un monitoreo continuo,
en la etapa de la visualización LabVIEW lo cual es un sistema estable con buenas
prestaciones, sin embargo, al ser un software privado está orientado a un grupo muy
cerrado de personas, para el caso del proyecto que se va a realizar planteamos, que
cualquier persona con un teléfono inteligente o un dispositivo capaz de navegar en
internet pueda visualizar la plataforma, el proyecto presentado por la Universidad Católica
de Risaralda presenta monitoreo basado en sensores, pero no es posible conocer la
posición exacta del dispositivo, por lo cual la implementación de módulos GPS a
motocicletas lo cual no es una idea nueva, pero en el sentido de supervisión de estado
físico de la moto si lo es, es el plus de el proyecto a realizar [6].
7.3 Middleware para la definición e implementación de servicios genéricos
independientes de la plataforma orientada a dispositivos móviles.
En esta propuesta se propone una plataforma en la cual se integran diferentes software
los cuales no están basados en un solo servicio, además del uso de dispositivos móviles
18
que usan GPS en el cual asocian su localización con información geográfica, todo con el
fin de la contextualización de un servicio, a esto se le denomina servicios basados en la
localización, lo cual no es muy explorado y su campo de investigación pertenece a un
pequeño grupo, por ello este proyecto nos brinda bases para la integración de servicios
como lo son localización y supervisión de motocicletas en caso de caídas, lo cual integra
dos servicios para un correcto monitoreo, el mayor reto a futuro comparado a este
proyecto sería la interpolación de redes GPRS con servicios de internet, ya que aunque
los estándares de estos dos son aceptados, no se ha podido que plataformas se podrían
interrelacionar [7].
7.4 Prototipo de sistema de localización por GPS para salvamento marítimo.
Este proyecto tiene como principal objetivo, disminuir la mortandad por uso de un
vehículo, en este caso el de vehículos de pesca, a diferencia de nuestro proyecto ellos
se influencian por muchas tecnologías en las que se destacan enlaces satelitales,
bluetooth y Zigbee, ellos varían en ser más objetivos con el usuario, ya que el sistema de
rastreo no se incluye en el vehículo, en vez de eso lo ubican en la prenda del pescador,
lo cual es una gran alternativa para motociclistas en caso de alertar por hurto, ya que
envía señales cuando el usuario se aleje del vehículo, lo cual a futuro sería un plus para
nuestra plataforma de monitoreo, lo interesante del prototipo marítimo, es que
dependiendo del sector al cual se vaya a realizar la pesca, coloca diferentes tecnologías,
como por ejemplo en sectores rurales, usan enlaces satelitales, ya que los demás
sistemas por temas de cobertura no brindarán una solución [8].
19
7.5 Detección de área propensa a accidentes usando la base de datos de estrés del
conductor.
En este proyecto se utiliza el conductor como la base de la investigación para hallar áreas
propensas a accidentes la experiencia de un accidente en una ubicación particular es
más que en otras ubicaciones de la misma carretera, debido a la carretera o las
condiciones ambientales. Pero estos métodos tienen su propia limitación. El objetivo de
este estudio fue ayudar a los conductores, así como al gobierno, a identificar los lugares
más estresantes durante la conducción e identificar las áreas propensas a los accidentes
antes de que ocurran accidentes. En este estudio, utilizamos el análisis de la variabilidad
de la frecuencia cardíaca (VFC) para controlar el nivel de estrés del conductor y relacionar
el estrés del conductor con una aplicación en la unidad principal que ejecuta el sistema
de información y entretenimiento [9].
8. MARCO TEORICO.
8.1 IoT (Internet of things).
Internet de las cosas (IoT, algunas veces denominado "Internet de los objetos", lo
cambiará todo, incluso a los seres humanos. Si bien puede parecer una declaración
arriesgada, hay que tener en cuenta el impacto que Internet ha tenido sobre la educación,
la comunicación, las empresas, la ciencia, el gobierno y la humanidad. Claramente
Internet es una de las creaciones más importantes y poderosas de toda la historia de la
humanidad. Ahora se debe tener en cuenta que IoT representa la próxima evolución de
Internet, que será un enorme salto en su capacidad para reunir, analizar y distribuir datos
que se podrá convertir en información, conocimiento y en última instancia, sabiduría. En
este contexto, IoT se vuelve inmensamente importante [10]. Según el Grupo de
soluciones empresariales basadas en Internet (IBSG, Internet Business Solutions Group)
de Cisco es sencillamente el punto en el tiempo en el que se conectaron a Internet más
“cosas u objetos” que personas. A medida que IoT evoluciona, estas redes y muchas
20
otras estarán conectadas con la incorporación de capacidades de seguridad, análisis y
administración (ver Ilustración 2). Esta inclusión permitirá que IoT sea una herramienta
aún más poderosa [11].
Ilustración 2 Estructura global de internet de las cosas [11].
¿Por qué es tan importante IoT?
Antes de que podamos ver la importancia de IoT, es necesario comprender las diferencias
que existen entre Internet y World Wide Web (o web), términos que suelen utilizarse
indistintamente. Internet es la capa física o la red compuesta de switches, routers y otros
equipos. Su función principal es transportar información de un punto a otro, de manera
veloz, confiable y segura. La web, por otro lado, es una capa de aplicaciones que opera
sobre la superficie de Internet. Su rol principal es proporcionar una interfaz que permite
utilizar la información que fluye a través de Internet [12].
21
8.2 Estándar IEEE 802.11.
Las redes de área local inalámbricas entre los tipos de tecnologías usados para su
funcionamiento, entre las varias clases de tecnologías existentes el estándar más común
y utilizado es el estándar IEEE 802.11. Actualmente existen 7 tipos del estándar 802.11;
a continuación, se mencionan en la tabla 2 el resumen de éstos, en la que se especifica
la frecuencia en la cual opera los diferentes protocolos, el ancho del canal, el tipo de
tecnología MIMO (esta solo aplica desde el protocolo 802.11n y posteriores) como último
dato de esta tabla se muestra la velocidad teórica de transmisión de datos en condiciones
ideales [13]. El Shield Wemos con el que trabajo este proyecto soporta los estándares
802.11 b, 802.11 g, 802.11 n e incluso el nuevo estándar 802.11ac que es lo más reciente
en redes convergentes.
Protocolo Frecuencia Ancho del canal MIMO Velocidad de datos
(teoría)
802.11ac
wave2
5GHz 80,80&plus, 80,160
MHz
(MINO-
MU)
1.73Gbps
802.11ac
wave1
5 GHz 80 MHz (SU-
MIMO)
866,7 Mbps
802.11n 2.4 o5 GHz 20,40 MHz (SU-
MIMO)
450 Mbps
802.11g 2.4 GHz 20 MHz No se
aplica
54 Mbps
802.11a 5 GHz 20 MHz No se
aplica
45 Mbps
802.11b 2.4 GHz 20 MHz No se
aplica
11 Mbps
802.11 2.4 GHz 20MHz No se
aplica
2 Mbps
Tabla 2 Resumen del estándar IEEE 802.11 [13]
22
8.3 Configuraciones De Red.
Las redes inalámbricas Wifi permiten dos clases de configuraciones desde su tipo de
implementación:
Modalidad Ad hoc. La red ad hoc no depende de una infraestructura preexistente, como
routers (en redes cableadas) o de puntos de accesos en redes inalámbricas
administradas. En lugar de ello, cada nodo participa en el encaminamiento mediante el
reenvío de datos hacia otros nodos, de modo que la determinación de estos nodos hacia
la información se hace dinámicamente sobre la base de conectividad de la red [14].
Este tipo de red provee la adhesión de nuevos dispositivos, con el solo hecho de estar
en el rango de alcance de un nodo ya perteneciente a la red establecida. El principal
inconveniente de este tipo de redes radica en el número de saltos que debe recorrer la
información antes de llegar a su destino. Cada nodo que transmite la información implica
un salto, cuantos más saltos, mayor es el tiempo que tarda en llegar la información a su
destino y aumenta la probabilidad de que la información se corrompa con cada salto [15].
Modalidad infraestructura. En esta configuración, además de las tarjetas WiFi se necesita
disponer de un Punto de Acceso (AP). Cada estación informática (EST) se conecta a un
punto de acceso a través de un enlace inalámbrico. La configuración formada por el punto
de acceso y las estaciones ubicadas dentro del área de cobertura se llama conjunto de
servicio básico o BSS. Estos forman una célula. Cada BSS se identifica a través de un
BSSID que en modo infraestructura corresponde al punto de acceso de la dirección MAC
[16].
8.4 Raspberry pi.
Se quiso trabajar con un computador de placa reducida de bajo costo desarrollado en
Reino Unido por la Fundación Raspberry Pi, del tamaño de una tarjeta de crédito tiene
varios puertos y entradas, dos USB, uno de Ethernet y salida HDMI. Estos puertos
permiten conectar el miniordenador a otros dispositivos, teclados, ratones y pantallas, el
software es open source, siendo su sistema operativo oficial una versión adaptada,
23
denominada Raspbian, aunque permite usar otros sistemas operativos, incluido una
versión de Windows 10. En todas sus versiones incluye un procesador Broadcom, una
memoria RAM, una GPU, puertos USB, HDMI, Ethernet (El primer modelo no lo tenía),
40 pines GPIO y un conector para cámara. Se instala el sistema en una tarjeta SD para
posteriormente programar nuestra aplicación. Los puertos GPIO son los que se van a
utilizar para programar las señales que se van a enviar y recibir tanto de los sensores
como de los actuadores [17].
Un ordenador del tamaño de una tarjeta de crédito La Raspberry Pi adopta la forma de
una PCB del tamaño de una tarjeta de crédito, utiliza SoC de Broadcom, se puede
observar su aspecto en la figura 2 y adicionalmente proporciona:
• Un procesador ARMv6 de 700 MHz.
• 256 MB de RAM.
• Una GPU 1080 p con salidas HDMI y de vídeo.
• Conector de audio de 3,5 mm.
• Conector de 26 vías con GPIO, UART, I2C y SPI.
Conectores para JTAG, DSI (display LCD) y CSI (cámara).
• Ranura para tarjeta SD • USB.
Ilustración 3 Especificaciones Raspberry PI (computador de placa reducida) [17].
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8.5 Shield WIFI ESP-12E.
El módulo Wifi ESP-12E o Wemos D1 R2 es desarrollado por Ai-thinker Team.
procesador central ESP8266 en tamaños más pequeños, integra la micro unidad MCU
de ultra bajo consumo de 32 bits líder en la industria, con el modo corto de 16 bits, la
velocidad de reloj compatible con 80 MHz, 160 MHz, es compatible con RTOS, Wi-Fi
integrado MAC / BB / RF / PA / LNA, antena de a bordo. El módulo admite el acuerdo
estándar IEEE802.11 b / g / n, completa la pila de protocolos TCP / IP. Los usuarios
pueden usar el agregue módulos a una red de dispositivo existente, o construya un
controlador de red separado. ESP8266 es SOC inalámbrico de alta integración, diseñado
para diseñadores de plataformas móviles con limitaciones de espacio y energía.
Proporciona una capacidad insuperable para incorporar funciones de Wi-Fi dentro de
otros sistemas, o para funcionar como un dispositivo independiente aplicación, con el
menor costo y el requisito de espacio mínimo [18].
Ilustración 4 Vista superior modulo WIFI ESP-12E [18].
En la ilustración 4 se observa el módulo con sus respectivos componentes, tanto su
antena como los pines para el respectivo trabajo con el mismo en una proto board.
8.6 Sensor de Inclinación y/o Acelerómetro, MPU6050.
Es un acelerómetro de 3 ejes pequeño, delgado y de baja potencia con una medición
de alta resolución (13 bits) de hasta ± 16 g. Conversor análogo digital los datos de
salida están formateados como complemento a dos dígitos de 16 bits y es accesible
25
a través de un SPI (3 o 4 hilos) o I2C interfaz digital. El MPU6050 es ideal para
aplicaciones de dispositivos móviles midiendo la aceleración estática de la gravedad
en aplicaciones de detección de inclinación, así como la aceleración dinámica
resultante del movimiento o shock. Su alta resolución (4 mg / LSB) permite la medición
de inclinación cambia menos de 1.0 °.
Cuenta con varias funciones de detección especiales, actividad y la detección de
inactividad detecta la presencia o la falta de movimiento y si la aceleración en
cualquier eje excede un nivel establecido por el usuario. Detección de Tap detecta
grifos simples y dobles.
Los modos de baja potencia permiten una potencia inteligente basada en el
movimiento de gestión con detección de umbral y aceleración activa medición con una
disipación de potencia extremadamente baja. El MPU6050 viene empaquetado de
forma pequeña y delgada, 3 mm × 5 mm × de plástico de 1 mm [19].
Ilustración 5 Sensor acelerómetro y giroscopio [19].
Ilustración 6 Diagrama de bloques funcional sensor acelerómetro y giroscopio [19].
26
8.7 Modulo Gps Neo 6m
Se utilizo este Módulo GPS basado en u-blox NEO-6M es compatible con varios
controladores de vuelo que necesitan de posicionamiento GPS cuenta con una
alimentación de voltaje propicia para este proyecto de 3-5 VDC viene con una interface
serial UART 5V adicionalmente este pequeño pero eficiente modulo cuenta con una
antena cerámica de dimensiones de 25mm x 25mm, una batería de respaldo (MS621FE)
y una memoria no volátil EEPROM para guardar datos de configuración cuando el módulo
se desenergice. La frecuencia de refresco es de 5Hz, el tamaño del módulo es de 25mm
x 35mm y su Baud rate por defecto es de 9600bps [20].
Ilustración 7 Modulo GPS [20].
8.8 Electroválvula 10.2mm pulgada De plástico para sistemas sin presión N/C.
Se optó por este actuador debido a que en el mercado se encuentran diferentes tipos de
electroválvula, pero su uso común es para sistemas presurizados que cuenten con unas
presiones inherentes de cada sistema, esta es activada por un pulso eléctrico o cualquier
señal recibida por parte de la Wemos D1 R2, para poder hacerle el cierre. En su estado
normal de funcionamiento la electroválvula se encuentra abierta.
Esta es una válvula de cierre de emergencia de paso de gasolina: es un dispositivo de
seguridad para motocicletas de ser conectada a un sensor para la detección de
27
accidentes, permite el cierre automático cuando el sensor detecta unos niveles de
inclinación y envía el pulso eléctrico que cierra el electro válvula. La electroválvula puede
ser instalada de forma horizontal o vertical [21].
Ilustración 8 Electroválvula plástica 10.2 mm [21]
8.9 Protocolo MQTT.
MQTT significa MQ Telemetry Transport. Es un protocolo de mensajería de
publicación / suscripción, extremadamente simple y ligero, diseñado para dispositivos
con restricciones y redes de bajo ancho de banda, alta latencia o poco confiables. Los
principios de diseño son minimizar el ancho de banda de la red y los requisitos de
recursos del dispositivo al tiempo que se intenta garantizar la fiabilidad y cierto grado
de seguridad de la entrega. Estos principios también hacen que el protocolo sea ideal
para el mundo emergente de "máquina a máquina" (M2M) o "Internet de las cosas"
de dispositivos conectados [22].
8.10 Lenguaje PHP.
PHP es un lenguaje de código abierto muy popular, adecuado para desarrollo web y
que puede ser incrustado en HTML. Es popular porque un gran número de páginas y
portales web están creadas con PHP. Este lenguaje es de código abierto lo que
28
significa que es de uso libre y gratuito para todos los programadores que quieran
usarlo. Incrustado en HTML significa que en un mismo archivo vamos a poder
combinar código PHP con código HTML, siguiendo unas reglas [23].
8.11 Node RED
Es una herramienta de programación para conectar dispositivos de hardware, API y
servicios en línea de maneras nuevas e interesantes. Proporciona un editor basado
en navegador que facilita conectar flujos entre sí utilizando la amplia gama de nodos
en la paleta que se puede implementar en su tiempo de ejecución con un solo clic
[24].
8.12 Servidor APACHE
Apache es un poderoso servidor web, cuyo nombre proviene de la frase inglesa “a patchy
server” y es completamente libre, ya que es un software Open Source y con licencia GPL.
Una de las ventajas más grandes de Apache, es que es un servidor web multiplataforma,
es decir, puede trabajar con diferentes sistemas operativos y mantener su excelente
rendimiento [25].
8.13 Tiempos del sistema del servicio medico en una emergencia.
En cada emergencia en el ámbito pre-hospitalario es posible diferenciar ciertos
momentos los cuales se pueden nombrar como “tiempos”, estos han de cumplirse para
poder dar solución al suceso. Cada tiempo tiene situaciones específicas donde hay
factores que inciden positiva o negativamente. La hora cero es el momento en que
empieza la emergencia médica, a partir de este periodo el personal de salud debe
29
actuar, llegando a la escena en el menor tiempo posible, siempre pensando que el
paciente no tiene tiempo.
Inmediatamente después de la hora cero viene el periodo latente; transcurre desde que
ocurre el evento hasta que alguien ve la necesidad de pedir ayuda al sistema de
emergencia, en este momento finaliza este periodo y comienzan a desarrollarse los
tiempos del sistema del servicio de emergencia [26].
8.13.1 Tiempo de respuesta
Es considerado el periodo de tiempo que hay entre el momento en que el despachador
recibe la llamada hasta que el Equipo de Emergencia Prehospitalariallega a la escena
donde está el paciente. En este tiempo el personal debe estar muy bien capacitado
para dar una respuesta rápida, oportuna y eficiente, teniendo en cuenta que hay
factores externos que puedan modificar las acciones.
Este es divido en:
• Tiempo de Decisión: fase en el que despachador hará uso del triaje para
determinar cuál será la ambulancia más adecuada para el servicio, teniendo
en cuenta la ubicación, distancia, prioridad, disponibilidad.
• Tiempo de Espera: Es el periodo de tiempo que hay en el momento en que el
despachador da aviso a la ambulancia hasta que la ambulancia se dirige a la
escena. Este periodo está sujeto a la disponibilidad de la ambulancia., si ella
se encuentra operativa y disponible el tiempo será 0.
• Tiempo Rodado: Es el periodo de tiempo que hay desde que salió la
ambulancia de la base o indicó su disponibilidad hasta la llegada a la escena.
• Kilometraje rodado: Es la distancia recorrida de la unidad médica desde el lugar
donde recibió la llamada de la Base hasta el lugar de la escena [27].
8.13.2 Tiempo de tratamiento inicial
Transcurre desde la hora cero hasta que se comienza el tratamiento adecuadopara
garantizar el acceso al sitio de la emergencia debe haber una estructuración diseñada
en la comunicación dentro del personal y la institución encargada, todo esto con la
30
finalidad de disminuir el tiempo de respuesta, iniciando un tratamiento rápido y
oportuno [28].
8.13.3 Tiempo de oro
Uno de los elementos para el establecimiento deindicadores de la APH es establecido
por la hora de oro (goldenhour) propuesta por A. Cowley en 1960 en la cual se
entiende que un paciente crítico debe recibiratención en un centro asistencial dentro
de los primeros 60 minutos, contados apartir del inicio del trauma. Sin embargo, el
término ha sido sustituido por el de “periodo de oro” porque este período crítico no
corresponde necesariamente a unahora literal, corresponde a un tiempo simbólico, en
el que algunos pacientes tienen menos de una hora para recibir asistencia, dándose
una ventana de oportunidades durante el cual el personal prehospitalario e
intrahospitalario pueden tener una incidencia sobre la morbilidad y mortalidad
asociadas con las lesiones, mientras que en otros pacientes, este período puede ser
más prolongado [29].
El período dorado parte desde el momento que ocurre el accidente y dependerá de
los diversos autores en la pronta atención al evento. Como se mencionó
anteriormente, el período dorado parte desde el momento que ocurre el incidente,
tiempo cero y depende de la existencia de un sistema de notificación y atención como
el siguiente: el aviso de notificación a la línea de emergencias única, la forma de lograr
acceso que depende del conocimiento comunitario de cómo acceder y cómo usarlo,
la disponibilidad de recursos telefónicos o de aplicativos de próxima generación, la
oportunidad en la contestación en la central, la respectiva gestión del accidente en el
CAE por parte de los teleoperadores de emergencias, de la disponibilidad y
proximidad del recurso prehospitalario al sitio del accidente, de las condiciones de las
vías, las condiciones climáticas, aún de las condiciones de seguridad y orden público,
del aseguramiento de la escena y el rescate, de la impresión diagnóstica y el
tratamiento en campo y el tiempo de regulación, la disponibilidad de cama en el
hospital, la distancia a la llegada al hospital, la camaradería y el enlace asertivo con
31
el personal intrahospitalario [30]. Es de resaltar que el CAE de los países
desarrollados incorporan como una de sus principales misiones, estrategias para el
mejoramiento de la calidad con el fin de ofrecer la oportunidad en el servicio a los
llamantes, los cuales aplican las nuevas
tendencias y tecnologías de gestión de centros de llamadas y de contacto para su
óptimo desempeño. Dentro de los estándares de calidad algunos CAE de EE.UU.
aplican políticas de “cero abandono,” es decir que el usuario no desista de la llamada
una vez marca el número de emergencias XYZ por demora en la contestación, de allí
que estos centros tengan establecidos como tiempos máximos de contestación 6
segundos. En algunos CAE de Europa, los tiempos de espera máximos tolerables son
de 3,5 segundos antes de ser atendidos por un teleoperador de emergencias [31].
8.14 Recomendaciones según diversas organizaciones
8.14.1 Agencia Nacional De Seguridad VIAL-ANSV
Es una Unidad Administrativa Especial de carácter descentralizado, del orden
nacional colombiano, que forma parte de la Rama Ejecutiva, con personería jurídica,
autonomía administrativa, financiera y patrimonio propio, adscrita al Ministerio de
Transporte. Esta entidad es la máxima autoridad en la aplicación de la política pública
del Gobierno Nacional, busca prevenir, reducir y controlar la siniestralidad vial, a
través de las acciones administrativas, educativas y operativas, concientizando a los
diversos niveles de la población e integrándola dentro de una cultura vial. Dentro de
sus recomendaciones se encuentra [32].:
• Se debe realizar un chequeo a la moto antes de salir. Revise llantas, rines, frenos,
luces, acelerador y kit de arrastre, y que no haya fugas de aceite, gasolina,
refrigerante o de líquido de frenos. Los vehículos parados con el motor encendido
también lo despiden.
32
• Conduzca en línea recta, sin zigzagueos, para evitar una colisión con un vehículo
cercano. Siempre evite los puntos ciegos.
• Consulte el manual del fabricante para conocer los límites de peso y dimensión de
objetos que transporte.
• Circule siempre por el centro de la vía. La moto tiene el mismo derecho que
cualquier otro vehículo motorizado de mayor tamaño.
• La mirada siempre debe ir varios pasos a delante de dónde va la motocicleta. Esto
le permitirá anticiparse a cualquier situación, hueco, peatón o mancha de aceite,
entre otras.
• Evite estar detrás de camiones para protegerse del viento. Es mejor utilizar casco
con visor o prendas que le ayuden a sortear esta situación.
• Antes de girar por un cruce, mire a la izquierda, luego a la derecha y de nuevo a
la izquierda. Esta maniobra sirve para asegurarse de que un vehículo no aparezca
en el último momento.
• El paso de vehículos pesados a alta velocidad crea fuerzas aerodinámicas que
impulsan lateralmente a vehículos más livianos, como la motocicleta, desviándolos
de su trayectoria
8.14.2. Dirección General de tráfico de España
En 1959 para hacer frente a las a las necesidades derivadas de la creciente motorización
del país se procede a integrar las distintas competencias dispersas entre distintos
Ministerios. Desde su creación en dicho año el Organismo Jefatura Central de Tráfico se
encuentra adscrito al Ministerio de Interior (Antiguo Ministerio de Gobernación). La
naturaleza jurídica de la Jefatura Central de Tráfico es la de Organismo Autónomo
definido en la Ley 6/1997 de 14 de abril de Organización y Funcionamiento de la
Administración General del Estado cuya finalidad no es otra que el desarrollo de acciones
tendentes a la mejora del comportamiento y formación de los usuarios de las vías y de la
seguridad y fluidez de la circulación de vehículos, así como de la prestación al ciudadano
de todos los servicios administrativos pertinentes. El Organismo Autónomo Jefatura
33
Central de Tráfico tiene personalidad jurídica pública diferenciada, patrimonio y tesorería
propios, autonomía de gestión y plena capacidad jurídica y de obrar dentro de su esfera
de competencias. Dentro de sus recomendaciones se encuentra [33].:
• El casco, la protección más importante. Al elegir el tipo de casco se debe prestar
atención en que esté homologado y que sea de la talla correcta. Siempre deberá
ir correctamente ajustado y abrochado. Tiene una vida útil de cinco años, pero si
éste recibe un impacto debemos cambiarlo.
• Un buen equipamiento para la moto. La indumentaria debe de ser de un material
plástico o cuero, acolchado y elástico para facilitar el movimiento a la vez que
protege de las abrasiones. Hombreras, rodilleras, coderas y guantes deben estar
integradas en el traje. Cabe destacar la importancia de llevar un calzado
adecuado, en especial botas con resistencia a la abrasión para proteger los pies
del motorista, evitando todo tipo de calzado inadecuado, especialmente las
chanclas. Tanto en casco como en indumentaria se recomiendan colores claros
que mejoren la visibilidad del motorista.
• Posición natural y relajada. Durante la conducción es importante mantenerse en
una posición natural y relajada, correctamente sentado y con los pies bien
asentados en las estriberas, cargando la mayor parte del peso en los pies. La
posición además debe ser visible para el resto de conductores. Esto implica evitar
el ángulo muerto de los retrovisores del resto de vehículos.
• Consejos a la circular. Debe de prestarse especial atención a la circulación, así
como mantener una distancia de seguridad adecuada. Los dedos deben de ir
siempre preparados para frenar en caso de imprevisto. Es importante también
fijarse en las señales que indican la existencia de obras, debido a que puede haber
gravilla o tierra en la calzada. En caso de lluvia, se debe suavizar la conducción e
intentar no pisar las líneas pintadas en el pavimento, debido a que pueden resbalar
más.
34
Comprar con sentido común. Sería conveniente que los motoristas cuando fueran a
adquirir una moto, eligieran el tipo, potencia y tamaño, más acorde a sus condiciones
físicas y conocimientos técnicos.
8.14.3 Organización Mundial de la Salud (OMS)
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), los accidentes de tránsito
causan 1.2 millones de defunciones anuales y representan la principal causa de muerte
entre jóvenes de 15 a 29 años en todo el mundo. El 23% de todas estas muertes se
concentra en los motociclistas, el 22% en peatones, y el 4% en ciclistas. Es decir, el 49%
de todas las muertes por accidentes viales se concentra en los usuarios más vulnerables
de la vía pública, según muestran las cifras de OMS en el Informe sobre la situación
mundial de la seguridad vial 2015 [34].
La OMS identifica cinco principales factores que aumentan el riesgo de las lesiones
causadas por accidentes de tránsito:
• El exceso de velocidad
• La conducción bajo los efectos del alcohol
• No usar de casco por los motociclistas
En el caso de los motociclistas, utilizar correctamente un casco certificado (por las
normas DOT y ECE) reduce 40% el riesgo de morir durante un accidente y puede
disminuir alrededor del 70% de una lesión severa. De ahí la importancia no sólo
de usar el casco, sino de asegurarse que su calidad se encuentra certificada [35].
De acuerdo con la OMS, el casco cumple tres funciones:
• Reduce la desaceleración del cráneo y, por lo tanto, el movimiento del
cerebro al absorber el impacto. El material mullido incorporado en el casco
absorbe parte del impacto y, en consecuencia, la cabeza se detiene con
35
más lentitud. Esto significa que el cerebro no choca contra el cráneo con
tanta fuerza.
• Dispersa la fuerza del impacto sobre una superficie más grande, de tal
modo que no se concentre en áreas particulares del cráneo.
• Previene el contacto directo entre el cráneo y el objeto que hace impacto,
al actuar como una barrera mecánica entre la cabeza y el objeto.
Los motociclistas que no usan casco corren un riesgo mucho más alto de sufrir
algún tipo de traumatismo craneoencefálico o una combinación de ellos.
Los cascos aportan una capa adicional a la cabeza y, de ese modo, protegen de
alguna de las formas más graves de traumatismo cerebral, declara OMS en su
manual de seguridad vial para decisores y profesionales sobre cascos.
"Es posible que en el futuro los motociclistas se conviertan en un grupo de mayor
peso relativo en términos de morbi-mortalidad. De ahí que la OMS ha llamado la
atención sobre las necesidades particulares de los usuarios de la vía pública más
vulnerables", puntualizan los investigadores del INSP.
Para prevenir lesiones y accidentes viales: promovamos el uso de cascos
certificados, respetemos los límites de velocidad, no manejemos bajo el efecto del
alcohol ni usemos el celular mientras conducimos. Usa la cabeza, ponte casco.
[36].
9. Marco Legal.
IEEE802.3
• Es importante considerar que, según estudios realizados por el instituto de
Investigaciones de Seguridad en el Trabajo de Tokio, el 90% de los
accidentes durante las operaciones de mantenimiento, ajuste, programación, etc.,
mientras que solo el 10% ocurre durante el funcionamiento normal de la línea. En
36
este sentido, se ha desarrollado la normativa europea EN 775, adoptada en
España como norma UNE-EN 775 de título "Robot manipuladores. Seguridad",
que además de proporcionarle a los diseñadores y fabricantes un marco de trabajo
que les ayude a producir maquinas seguras en su utilización, presenta una
estrategia de trabajo para el desarrollo y selección de medidas de seguridad [37].
• El Decreto Nacional 1900 de 1990, en su artículo 3 establece que las
telecomunicaciones deberán ser utilizadas como instrumentos para impulsar el
desarrollo político, económico y social del país con el objeto de elevar el nivel y la
calidad de vida de los habitantes [38].
• Ley 1341: la presente ley determina el marco legal para la formulación de las
políticas públicas que regirán en el sector de las tecnologías de la información y
las comunicaciones, su ordenamiento general, el régimen de competencia, la
protección al usuario, así como lo concerniente a la cobertura, la calidad del
servicio, la promoción de la inversión en el sector y el desarrollo de estas
tecnologías, el uso eficiente de las redes y del espectro radioeléctrico, así como
las potestades del estado en relación con la planeación, la gestión, la
administración adecuada y eficiente de los recursos, regulación, control vigilancia
del mismo y facilitando el libre acceso y sin discriminación de los habitantes del
territorio nacional a la sociedad de la información [39].
10. METODOLOGIA PROPUESTA
A. Adquisición de información correspondiente a la instalación del sistema operativo del
computador de placa reducida Raspberry pi 3 y sus respectivos lenguajes de
programación.
B. Recopilación de información relacionada con el funcionamiento de cada uno de los
bloques de solución que se usarán para un adecuado funcionamiento del sistema.
C. Diseño del sistema de detección y datificación de accidentes en motocicleta a
implementar.
37
D. Programación de la tarjeta de desarrollo que ira en la motocicleta, verificando el
adecuado funcionamiento de cada uno de los bloques de solución.
E. Instalación de servidor APACHE y el gestor de base de datos MariaDB o Mysql en la
tarjeta de desarrollo Raspberry Pi 3.
F. Diseño de base de datos del accidente, el cual funcionará como interfaz de usuario.
G. Pruebas de funcionamiento del sistema desde un dispositivo con acceso a internet.
H. Posterior análisis de los datos recopilados por el sistema.
Se pondrá en marcha el diseño y la implementación del sistema garantizando un correcto
funcionamiento, por medio de pruebas en diferentes etapas del proyecto. Para ello se
irán adjuntando bloque por bloque al sistema verificando que la adición de uno de estos
subsistemas no afecte el funcionamiento de los que ya se encuentran ejecutándose.
El diagrama de bloques dado en la Ilustración 8, define de las etapas y el proceso de
ejecución del mismo
0
Ilustración 9 Diagrama de bloques general
38
10.1 Especificaciones Técnicas De La Solución Propuesta (Evaluación De
Tecnologías)
10.1.1 ADQUISICIÓN DE DATOS: En este bloque esta contenido la parte física de los
sensores, los cuales son los encargado de hacer lectura de los datos
constantemente, adicionalmente se implementó un filtro complementario digital el
cual es encargado de estabilizar la toma de la lectura digital de los datos del
acelerómetro/giroscopio MPU6050 para poder enviarlos, al computador del placa
reducida para que estos puedan ser procesados y poder finalmente llegar a
notificar de manera oportuna al entorno empresarial de cada posible víctima de un
accidente de tránsito en motocicleta generando así la novedad de siniestro.
Adicionalmente con base en los cambios que se hicieron para encontrar la
ubicación adecuada del mismo fue necesario hacer pruebas para lograr calibrar la
sensibilidad adecuada y poder hacer una lectura correcta de los datos.
Para que la tarjeta de desarrollo Wemos D1 R2 pueda hacer lectura de los datos
fue necesario establecer una comunicación SPI entre el MP6050 y el módulo Gps
la cual se hizo de la siguiente manera (ver figura 9):
Ilustración 10 Conexión física entre el MPU6050, Módulo Gps Neo6m y la tarjeta de
desarrollo Wemos D1 R2.
39
En la figura 9 se observa la conexión física que se implementó para una lectura
correcta de los datos, pero para que esta lectura se pudiera hacer también fue
necesario hacer unas configuraciones en nuestra raspberry, las cuales a
continuación serán descritas:
• Se uso una librería llamada wire, en la tarjeta WEMOS D1 R2 la cual permite
modificar los pines de Rx y Tx, cada vez que se energiza este corre tanto la
comunicación SPI, SERIAL, y la comunicación MQTT entre la raspberry, y el
aplicativo web desarrollado en node-red.
10.1.2 COMPUTADOR RPI: Este bloque está definido como el bloque central o el cerebro
del proyecto, debido a que dentro del está alojado en el servidor donde esta
soportado el sistema de detección de accidentes para un entorno empresarial
Adicionalmente tiene una base de datos para la toma de valores de los sensores
para luego si fuera el caso hacer una interpretación correcta de los datos tomados
por los sensor y con base en esto poder entrar en un ciclo para la toma de una
decisión que determine si es necesario generar las alertas pertinentes,
(notificación en aplicativo web, alarma sonora ), esto tomando en cuenta que el
nivel de monóxido de carbono sobrepase los parámetros mínimos (no afectación
de la integridad física de las personas). Lo que le permite a este computador de
placa reducida generar estas alertas es la conectividad física con internet, la
alarma sonora y la conectividad con el Arduino NANO para poder indicarle al
módulo GPRS/GSM si es necesario proceder a hacer él envió de un mensaje.
También es necesario que para que todo esto funcione se haga una configuración
respectiva en la raspberry la cual será descrita a continuación:
Instalación de node-red y node.js para poder establecer comunicación entre el
aplicativo de IoT usando el protocolo de Mqtt, adicionalmente se procede a instalar
las herramientas de dashboard para las visualizaciones.
10.1.3 SHIELD WIFI: Este bloque es uno de los más importantes de la topología del
proyecto debido a que es el encargado de establecer y mantener la conexión de
40
internet generado por un Smartphone que pueda brindar cobertura de red
inalámbrica dese la red móvil 4g notificar en tiempo real si existe un ambiente
peligroso al interior de la residencia, esto lo hace por medio del envió correo
electrónico de varios usuarios, todo este proceso se genera por medio de una
configuración previa en este módulo la cual permite él envió eficiente de este tipo
de mensajes. Este envío de mensajes se hace con base en los datos
suministrados por la etapa de adquisición de datos, este Arduino recibe un uno
lógico que se encarga de indicarle que hay que enviar un mensaje debido a la
alteración de gas en la casa.
10.1.4 APLICATIVO IoT: Bloque donde se tiene interfaz en tiempo real con el usuario final
por medio de Internet, se puede ver los niveles de inclinación que está sometida
la motocicleta, generar alerta al celular y cerrar válvula principal de gas por medio
del aplicativo. Bueno para que esta aplicación funcione correctamente también fue
necesario hacer unas configuraciones previas de la misma. A continuación en la
ilustración 12 se muestra la interface final de la aplicación, en la parte de arriba
aparece una aguja análoga que es el encargado de mostrar en tiempo real la
lectura tomada por el sensor de inclinación, también se puede observar el pulsador
en estado OFF, este pulsador es el encargado de cortar el paso del gasolina en
un momento determinado simplemente oprimiéndolo, los otros dos botones que
se observan en los laterales son los encargados de las notificaciones, el uno para
notificación a la aplicación y otro para notificación vía mensaje de texto. Cada uno
de estos botones requiere una configuración para que puedan funcionar
correctamente con la raspberry, esta configuración se maneja desde el mismo
aplicativo.
41
Ilustración 11 Aspecto final de la aplicación.
10.3.6 ACTUADOR MECÁNICO: Este bloque está compuesto por el actuador mecánico
el cual está conectado físicamente con la tarjeta WEMOS D1 R2 y tiene la función
importante de activarse cuando los niveles de inclinación indiquen un accidente o
incidente de tránsito , todo esto con una previa indicación que le da el computador de
placa reducida la cual es enviada con base en la instrucción Mqtt que le sea suministrada
por parte del usuario luego de que este reciba la notificación de que el nivel de monóxido
de carbono al interior de la residencia supera el umbral mínimo y pueda ser peligroso
para las personas que se encuentren al interior de esta. Adicionalmente después de un
tiempo determinado que se haya enviado la notificación al usuario y este no envié la
instrucción de cerrar la válvula el sistema automáticamente cerrara la válvula. En la figura
12 se muestra como quedo instalado finalmente el actuador en la motocicleta, este se
instaló antes del acople entre la manguera de gasolina y la entrada al carburador, algo
que caracteriza a este actuador es que para su funcionamiento necesita estar energizada
siempre, y con un relé interrumpir el funcionamiento de esta electroválvula para poder
impedir el paso de combustible y así evitar incendios o explosiones por derrames en un
accidente.
42
Ilustración 12 Actuador instalado.
11 RESULTADOS PRUEBAS Y PROCESO DE DESARROLLO
11.1 Montaje De los Sensores
Inicialmente en el proceso de desarrollo del proyecto se hace la ubicación estratégica de
los sensores de tal manera que estos pueda tomar lecturas eficientes de los niveles de
inclinación y localización geográfica , para esto fue necesario hacer diversas pruebas
dentro de las cuales se logra identificar una ubicación adecuada para que este no se vea
afectado por el calor emitido por el motor de la motocicleta cuando esta esté en uso y así
mismo que se logre hacer una buena lectura, adicionalmente de ahí se parte a
implementar una conexión inalámbrica wifi dentro de la moto para poder hacer las
comunicaciones de los sensores con el computador de placa reducida (Raspberry PI).
A continuación, en la tabla 3 se describen unos datos tomados con base en pruebas del
comportamiento de 2 sensores de orientación diferentes parametrizados de -90 a 90
grados en 2 de los movimientos o ejes fundamentales de funcionamiento del MPU6050
que son el pitch y el roll basados en la regla derecha , todo esto para identificar el
comportamiento de los mismos según el filtro complementario que se optó emplear para
43
estabilizar las medidas, esto se hace siempre y cuando el sensor este en constante
movimiento como alojado en automóviles, motos, drones, etc. La tabla numero 3 arroja
una información la cual muestra que para aplicaciones que estén en movimiento es
imprescindible usar filtro complementario para estabilizar las medidas, y por lo mismo la
lectura se hace de manera más rápida y toma menos tiempo.
Medidas. Inclinación con MPU6050
con filtro complementario.
Inclinación con MPU6050
sin filtro complementario.
1 88,345° (82,269° - 86.268°)
2 70.123° (68,547° - 74.324°)
3 48,112° (46,237°- 50.424°)
4 27,154° (26,188° - 40.268°)
5 9.785° (4,29° - 9.248°)
6 0,684° (0,799° - 0.905°)
7 -85,245° (-82,1568°- -89.68°)
8 -70,232° (-68,548° - -75.659°)
9 -48,198° (-46,237°- -50.788°)
10 -27,187° (-25,188°- -2.38°)
11 -9,9° (-4,247°- -10.5°)
12 -0,68° (-0,695° - -2.795°)
Tabla 3 Comparativa de inclinómetros con y sin filtro complementario.
44
11.2 Montaje Del Actuador Mecánico.
Para la implementación de este actuador se hizo necesario hacer unas investigaciones
en cuanto a las dimensiones de la tubería del gas natural y que tipo de actuador podría
ser el más adecuado para el cierre del paso de gasolina, adicionalmente para hacer un
buen montaje de este se hizo necesario recurrir a una persona con conocimientos en
cuanto montaje y desmontaje de registros, esto con el fin de que este quedara
debidamente instalado. En la figura D se puede observar el montaje final del mismo.
11.3 Conexión y Configuración Del Protocolo Mqtt.
En este punto del proyecto se procede a hacer la configuración de la tarjeta Wemos D1
r2 para lo cual se hace necesario establecer una comunicación con un bróker que es el
encargado de redirigir el tráfico a servidores dedicados de IoT por ejemplo, por medio del
protocolo Mqtt, esta comunicación es la que va a permitir que con base a los datos
tomados en la Wemos, se pueda desde la misma enviar datos pertinentes ala raspberry
pi para que por medio de la red internet proporcionada por un smartphone que soporte
el uso como router inalámbrico pueda establecer una comunicación directa con el
dispositivo móvil Wemos en la motocicleta por medio de mensajes de correo electrónico
y así generar una notificación al usuario si los niveles de inclinación estén poniendo en
riesgo al conductor o en caso de un accidente de tránsito por encima del umbral de
funcionamiento normal, para que este desde su mismo dispositivo móvil y por medio de
del aplicativo implementado en node red pueda enviar información a la raspberry .
11.4 Configuración De La Aplicación En El Servidor Raspberry Pi
En este punto del desarrollo del proyecto es donde se hace uso del principio de IoT
(Internet of things) por medio de una aplicativo creado para estos fines, la cual es
conocida como node red basada en node.js, dentro de sus características principales se
encuentra que es programable en JavaScript si se prefiere además se instálalo el apache
45
server para uso como servidor propio para el manejo de la información que se pueda
llegar a utilizar en el proyecto.
Adicionalmente se pudo interpretar que esta aplicación es muy didáctica tanto con el
usuario final como con el que la implementa, para la configuración previa de esta
aplicación se hace necesario solamente instalar node.Js en el computador de placa
reducida y para el servicio del bróker un registro desde la misma para poder adquirir
código de seguridad llamado token, el cual es el que nos va a permitir establecer la
comunicación segura entre la raspberry y la aplicación móvil para el tratamiento de los
datos en internet.
Para la configuración de la aplicación se hace la descarga del manage palette de node
red el cual es para poder gestionar más bloques adicionales a la instalación por defecto,
luego se procede a hacer uso de los widgets según la necesidad del proyecto, para
nuestro caso puntual se hizo uso de 1 gauge analog (medidor análogo, notification
settings (configuración de aplicación), email settings (notificación por correo), en la
selección de bloques button settings (configuración de botón). Cada uno de estos widgets
en el dashboard tiene una función específica dentro de nuestro proyecto, el gauge
settings se encarga de mostrar el nivel de inclinación en los ejes x y z del giroscopio
tomado por el sensor MPU6050 adicionalmente posteando la ubicación de la motocicleta
y todo esto en tiempo real, el notification settings es el encargado de generar la
notificación propia en la aplicación, esta maneja dos tipos de notificaciones; la primera es
para indicar que el computador de placa reducida se desconecta de la red y la otra y muy
importante es cuando se haya producido un accidente, el email settings es la función
encargada de generar la notificación vía correo electrónico cuando el nivel de inclinación
están en algunos de sus 2 extremos que indican que la moto, y finalmente el button
settings es el encargado de enviar la instrucción a nuestro computador de placa reducida
para que esta envié el pulso al actuador mecánico y se pueda hacer el corte del paso de
gas para evitar posibles explosiones.
46
11.5 Programación De La Raspberry Pi
En este punto es muy importante dentro del desarrollo del proyecto debido a que todo el
proceso nombrado en los ítems anteriores y toda la configuración que ya tiene nuestro
computador de placa reducida están independientes, lo cual quiere decir que hasta este
punto cada ejecutable esta independiente, la comunicación entre la raspberry y la
aplicación, la comunicación directa entre un pin del Wemos R1 D2 y el actuador
mecánico. Por este motivo se hace necesario compilar todo en un solo ejecutable para el
correcto funcionamiento de nuestra aplicación, como ya se habló anteriormente el
ejecutable donde se genera todo el código fuente es el main.cpp y es ahí donde se
comprimen todos los archivos con cada función específica del proyecto. Ya con esto
debidamente programado se procede a hacer pruebas pertinentes de la aplicación
completa con todo programado.
11.6 Relación Costos y Beneficios Del Proyecto.
La tabla 4 hace una breve descripción de los costos en general para la ejecución del
proyecto, el objetivo de relacionar los costos junto con los beneficios es dejar soportado
con pruebas en el documento de que el DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN
SISTEMA DE DETECCION DE ACCIDENTES EN MOTOCICLETA PARA UN
ENTORNO EMPRESARIAL generara una serie de beneficios para el conductor de la
motocicleta y el empleador.
Costos en miles de $
Rubros Recursos
Costos Directos
1.1.1 Hardware y comunicaciones $ 469
1.1.2 Software $ 0
1.1.4 Otros costos $ 150
Costos Indirectos
2.1.4 Tiempo en solucionar problemas $1200
TOTAL $1819
Tabla 4 Costos generales directos e indirectos del proyecto.
47
En este punto se hace una descripción puntual de lo que, si fue necesario comprar, la
tabla 5 muestra los elementos necesarios para el funcionamiento total del proyecto,
esta tabla es contemplada al momento de generación de un producto a partir del
prototipo.
EQUIPO JUSTIFICACIÓN RECURSOS TOTAL
Monitor con entrada HDMI
Encargado de visualizar el SO de la raspberry para poder configúrala
$130 $130
TARJETA WEMOS D1 R2
Para la comunicación se va a emplear unos módulos de comunicación los cuales van a permitir la notificación de
accidente y para visualización en el sistema de detección.
$28 $28
Multímetro Dispositivo indispensable para pruebas de funcionamiento $8 $8
Raspberry PI Unidad de control de todo el proyecto que lleva a cabo
todos los procesos y cálculos para el funcionamiento del mismo
$170 $170
Modulo Gps Neo 6m
Encargado de suministrar la ubicación exacta $60 $60
Sensor MPU6050 Encargado de hacer la lectura de Los niveles de inclinación $18 $18
Electroválvula Encargada de cortar el paso de gasolina en un momento
determinado $35 $35
FUENTE DC-DC Encargadas de suministrar la alimentación necesaria para
que los dispositivos funcionen correctamente $20 $20
Total $469 469
Tabla 5 Costos específicos directos hardware y comunicaciones del proyecto.
A continuación, en la tabla 6 se hace una descripción de los beneficios que se podrían
producir con este proyecto para el conductor de una motocicleta con este sistema de
detección los valores han sido estimados con valores reales para que los cálculos no
sean tan sesgados de la realidad de los posibles beneficios al implementar este tipo de
proyectos.
48
ACTOR/CONDUCTOR BENEFICIO DIMENSIONES
VALOR
ESTIMADO
POR AÑO EN
MILES DE $
BENEFICIOS
ECONÓMICOS
TIEMPO
*Reporte oportuno dirigido a empleador
$ 120
*Ubicación exacta del siniestro para empleador
$80
GASTOS
*Interacción personal con empleador
$10
*Cierre de válvula de paso de combustible evitando derrames
$20
BENEFICIOS
SOCIALES
TRANSPARENCIA *Trazabilidad $ 150
ACCESO, USO Y DISPONIBILIDAD
*Base de datos de accidentes de tránsito con últimos valores de los sensores en el momento del siniestro para posterior análisis
$ 100
*Ubicación exacta de la motocicleta.
$ 350
TOTAL $ 830
Tabla 6 Descripción de los beneficios posibles para el conductor de la motocicleta.
En esta instancia se describe de los beneficios que se podrían producir con este proyecto
para el empleador colombiano del ámbito de la mensajería o domicilios obsérvese tabla
7, los valores han sido estimados con valores reales para que los cálculos no sean tan
sesgados de la realidad de los posibles beneficios al implementar este tipo de proyectos,
evitando demoras en entregas, multas en la ARL por no reportar a tiempo los accidentes
laborales y un sin fin de inconvenientes.
ACTOR/EMPLEADOR BENEFICIO DIMENSIONES
VALOR
ESTIMADO
POR AÑO EN
MILES DE $
BENEFICIOS
ECONÓMICOS TIEMPO
*Reporte oportuno dirigido a empleador
$ 120
*Ubicación exacta del siniestro para empleador
$80
49
*Empleador reportara a organismos de emergencia para más precisión en la llegada para la atención.
$ 160
GASTOS
*Interacción personal con conductor $10
*Cierre de válvula de paso de combustible evitando derrames
$20
BENEFICIOS SOCIALES
GESTIÓN HUMANA *Satisfacción de los funcionarios $ 200
CALIDAD DE LA GESTIÓN *seguridad de la información, monitoreo y control/ auditorias y identificación de riesgos.
$ 1000
IMAGEN *Aprobación de la gestión vinculada a los proyectos
$ 100
*Publicidad. $ 450
TOTAL $ 2160
Tabla 7 Beneficios generales posibles para el empleador.
La relación costos y beneficios nos arroja un factor de retorno de $1.6437 por cada
peso invertido en este novedoso proyecto lo cual evidencia que si es viable desarrollar
este tipo de iniciativas de sistemas de detección de accidentes en motocicleta la cual
se obtiene de dividir la suma de todos beneficios sobre la adición de todos los costos
de la puesta en marcha de este sistema de detección de accidentes para entornos
empresariales.
11.7 Tiempos De Respuesta de las diferentes alertas visuales creadas en la
plataforma cuando el sistema este bajo cobertura 4G y 3G con el operador
Claro móvil.
En la tabla 8 se observa los datos tomados con diferentes alertas en la pantalla del
sistema de detección de accidentes y los tiempos de respuesta que se tienen en la red
4g, para estas pruebas se tomaron 20 muestras y se promediaron dejando un valor
50
aproximado para cada tipo de alerta, se encontraron los tiempos mínimos y máximos en
cada caso.
Prueba Fecha Hora
Simulación Accidente.
Tiempo alerta con
inclinómetro en la
plataforma (En segundos s).
Tiempo alerta con cambio de
estado de actuador en la plataforma (En
segundos s).
Tiempo aviso vía correo
electrónico posterior
accidente de tránsito (En segundos s).
1 13/08/2018 10:20 0,32 0,35 0,38
2 13/08/2018 11:20 0,23 0,36 0,4
3 13/08/2018 12:20 0,25 0,27 0,5
4 13/08/2018 13:20 0,12 0,16 0,35
5 13/08/2018 14:20 0,13 0,29 0,21
6 13/08/2018 15:20 0,26 0,24 0,29
7 13/08/2018 16:20 0,15 0,13 0,25
8 13/08/2018 17:20 0,17 0,19 0,26
9 13/08/2018 18:20 0,29 0,24 0,58
10 14/08/2018 19:20 0,31 0,29 0,35
11 14/08/2018 10:20 0,61 0,57 0,21
12 14/08/2018 11:20 0,23 0,22 0,29
13 14/08/2018 12:20 0,43 0,44 0,59
14 14/08/2018 13:20 0,24 0,2 0,6
15 14/08/2018 14:20 0,26 0,2 0,38
16 14/08/2018 15:20 0,27 0,23 0,26
17 14/08/2018 16:20 0,26 0,24 0,65
18 14/08/2018 17:20 0,25 0,3 0,56
19 14/08/2018 18:20 0,65 0,6 0,5
20 14/08/2018 19:20 0,24 0,24 0,36
Media 0,26 0,27 0,37
Max 0,65 0,60 0,65
Min 0,12 0,13 0,21
51
Tabla 8 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 4G.
En la tabla 9 se observa los datos tomados con diferentes alertas en la pantalla del
sistema de detección de accidentes y los tiempos de respuesta que se tienen en la red
3g, para estas pruebas se tomaron 20 muestras y se promediaron dejando un valor
aproximado para cada tipo de alerta, se encontraron los tiempos mínimos y máximos en
cada caso. , se llega a la conclusión que lo que más importa es el tipo de red con la que
el dispositivo móvil se conecta a internet, si estamos en una ciudad con cobertura 4g el
tiempo de respuesta para activar el actuador que cierra la válvula de gasolina es muy
bueno, como se puede apreciar en los mapas de cobertura todas las pruebas se
realizaron en la ciudad de Bogotá D.C.
Ilustración 13 Mapa de cobertura Claro móvil 4G [40].
52
Prueba Fecha Hora
Simulación Accidente
Tiempo alerta con
inclinómetro en la
plataforma (En segundos s).
Tiempo alerta con cambio de
estado de actuador en la plataforma (En
segundos s).
Tiempo aviso vía correo
electrónico posterior
accidente de tránsito (En segundos s).
1 15/08/2018 10:20 1,26 1,25 1,28
2 15/08/2018 11:20 1,23 1,25 1,25
3 15/08/2018 12:20 1,25 1,26 1,26
4 15/08/2018 13:20 1,12 1,24 1,25
5 15/08/2018 14:20 1,25 1,23 1,24
6 15/08/2018 15:20 2,01 1,35 1,45
7 15/08/2018 16:20 1,9 1,25 1,43
8 15/08/2018 17:20 1,23 1,25 1,45
9 15/08/2018 18:20 1,25 1,47 1,47
10 16/08/2018 19:20 1,26 1,27 1,48
11 16/08/2018 10:20 1,25 1,46 1,5
12 16/08/2018 11:20 1,24 1,47 1,51
13 16/08/2018 12:20 1,45 1,25 1,53
14 16/08/2018 13:20 1,25 1,4 1,55
15 16/08/2018 14:20 1,25 1,41 1,56
16 16/08/2018 15:20 1,24 1,43 1,58
17 16/08/2018 16:20 1,23 1,44 1,59
18 16/08/2018 17:20 1,23 1,45 1,56
19 16/08/2018 18:20 1,25 1,46 1,59
20 16/08/2018 19:20 1,28 1,48 1,65
Media 1,31 1,35 1,45
Max 2,01 1,48 1,65
Min 1,12 1,23 1,24
53
Tabla 9 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 3G [40]
11.8 TIEMPOS DE RESPUESTA DE CIERRE DE LA VÁLVULA DESDE LA
PLATAFORMA DEL SISTEMA CUANDO LA MOTOCICLETA SE ENCUENTRE
BAJO COBERTURA DE DIFERENTES OPERADORES MÓVILES EN BOGOTÁ.
3G 4G
CLARO 2,6 0,6
TIGO 2,8 0,8
VIRGIN 2,7 0,7
Ilustración 14 Mapa de cobertura 3G Claro móvil
54
MOVISTAR 2,5 0,6
AVANTEL 2,6 0,7
Tabla 10: Descripción de tiempos de respuesta en red 3g y 4g tomado con diferentes operadores móviles.
En la tabla 10 se observa los datos tomados con diferentes operadores móviles y los
tiempos de respuesta que se tienen en las diferentes redes 3g y 4g respectivamente,[41]
para estas pruebas se tomaron cinco muestras y se promediaron dejando un valor
aproximado para cada operador, nuevamente se llega a la conclusión que lo que más
importa es el tipo de red con la que el dispositivo móvil se conecta a internet, si estamos
en una ciudad con cobertura 4g el tiempo de respuesta para activar el actuador que cierra
la válvula de gasolina es muy bueno.
11.9 Pruebas de Consumo de datos móviles por parte de la tarjeta Wemos D1 R2
alojada en la motocicleta.
En la tabla 11 se describen las 50 pruebas de consumo de datos móviles en KB desde la
tarjeta WEMOS D1 R2 usando el protocolo MQTT en diferentes lapsos de tiempo bajo el
operador Claro móvil, el consumo promedio por minuto es 0.2838 KB en otras palabras
consume 1.3718 KB por hora, en un día normal de uso de este sistema de detección
aproximadamente consume 12.4262 KB, lo cual evidencia que este protocolo basado en
M2M(machine to machine) es muy económico en cuanto a consumo de datos.
55
IP ANALIZADA Inicio de sesión Volumen de datos (KB)
Duración (minutos) País
Estado de sesión
192.168.44.66 25/08/2018 03:48 PM COT 15.656 55:16 Colombia Completado
192.168.44.66 25/08/2018 11:48 AM COT 82.217 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 25/08/2018 11:47 AM COT 0.607 0:11 Colombia Completado
192.168.44.66 25/08/2018 11:44 AM COT 0.464 2:30 Colombia Completado
192.168.44.66 25/08/2018 11:00 AM COT 13.025 43:07 Colombia Completado
192.168.44.66 25/08/2018 07:00 AM COT 83.041 10:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 25/08/2018 03:00 AM COT 39.453 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 24/08/2018 11:00 PM COT 38.129 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 24/08/2018 07:00 PM COT 36.854 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 24/08/2018 03:00 PM COT 143.778 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 24/08/2018 02:58 PM COT 0.086 0:21 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 02:56 PM COT 0.172 1:05 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 02:56 PM COT 0.172 0:45 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 02:53 PM COT 0.344 2:09 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 02:51 PM COT 0.720 1:50 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 02:50 PM COT 0.086 0:19 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 02:42 PM COT 2.035 7:55 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 11:46 AM COT 97.246 175:26 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 11:45 AM COT 0.502 0:11 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 11:42 AM COT 0.386 2:30 Colombia Completado
56
192.168.44.66 24/08/2018 09:49 AM COT 46.098 112:57 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 09:47 AM COT 0.000 1:14 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 09:44 AM COT 0.367 3:09 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 09:43 AM COT 0.176 0:35 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 08:53 AM COT 18.529 50:14 Colombia Completado
192.168.44.66 24/08/2018 04:53 AM COT 56.666 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 24/08/2018 12:53 AM COT 35.236 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 23/08/2018 08:53 PM COT 35.783 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 23/08/2018 04:53 PM COT 71.711 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 23/08/2018 03:44 PM COT 26.861 67:34 Colombia Completado
192.168.44.66 23/08/2018 11:44 AM COT 67.246 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 23/08/2018 11:43 AM COT 0.502 0:11 Colombia Completado
192.168.44.66 23/08/2018 11:40 AM COT 0.386 2:30 Colombia Completado
192.168.44.66 23/08/2018 08:23 AM COT 58.746 196:13 Colombia Completado
192.168.44.66 23/08/2018 04:23 AM COT 54.611 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 23/08/2018 12:23 AM COT 37.791 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 22/08/2018 08:23 PM COT 37.467 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 22/08/2018 04:23 PM COT 54.730 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 22/08/2018 03:42 PM COT 13.367 40:55 Colombia Completado
192.168.44.66 22/08/2018 11:42 AM COT 76.215 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 22/08/2018 11:41 AM COT 0.502 0:11 Colombia Completado
57
192.168.44.66 22/08/2018 11:38 AM COT 0.386 2:30 Colombia Completado
192.168.44.66 22/08/2018 11:35 AM COT 2.535 2:55 Colombia Completado
192.168.44.66 22/08/2018 11:27 AM COT 3.189 7:24 Colombia Completado
192.168.44.66 22/08/2018 10:29 AM COT 18.758 57:21 Colombia Completado
192.168.44.66 22/08/2018 06:29 AM COT 61.385 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 22/08/2018 02:29 AM COT 37.008 240:00 Colombia Parcial
192.168.44.66 21/08/2018 11:40 PM COT 24.770 167:34 Colombia Completado
192.168.44.66 21/08/2018 07:40 PM COT 36.494 240:00 Colombia Parcial
Tabla 11 Pruebas de consumo de datos móviles.
12 CONCLUSIONES
Se logra identificar que la lectura de los datos se puede hacer cada 50 ms, lo cual
es ideal debido a que esta velocidad en el muestreo también se ve reflejada en la
aplicativo implementado en Node RED, y por ende se logra obtener un tiempo
medio de respuesta por parte del inclinómetro de 1,39 segundos en caso de
accidente si la motocicleta se encuentra en 3g, en caso contar con cobertura 4g
su tiempo medio es de 0.26 segundos.
El uso de la alerta vía a correo electrónico con cobertura 4g, cuando el nivel de
inclinación de motocicleta sea peligroso para el conductor tarda máximo 0.65
segundo en llegar a el entorno empresarial.
El uso de la alerta vía a correo electrónico con cobertura 3g, cuando el nivel de
inclinación de motocicleta sea peligroso para el conductor tarda máximo 1.65
segundos en llegar a el entorno empresarial
58
Para la activación remota del actuador mecánico genera un retraso de hasta 2,9
segundos, esto tomando como base que las pruebas pertinentes se hicieron
conectando el computador de placa reducida a un internet con velocidad de 5
Megas (el computador de placa reducida es quien recibe los datos de los sensores
para la visualización), con esto se logra identificar que el uso de esta aplicación es
óptimo debido a que se genera un buen tiempo de respuesta para avisar a
organismos de emergencia oportunamente.
La utilización de una topología de ad hoc porque no depende de una
infraestructura preexistente con vías separadas para enlaces troncales y AP
clientes; permite la ampliación de la misma sin necesitar modificaciones severas,
mediante nodos.
13 BIBLIOGRAFÍA
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