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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO OFICINA UNIVERSITARIA DE INVESTIGACION FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

A LT I P L A N O

U N I VE R S I D A D

N A CIO N A L D EL

PU

N O

INFORME FINAL DE INVESTIGACION “ESTUDIO E INPLEMENTACION DE UN PROTOTIPO SISTEMA DE GESTION DE ALARMA PARA VIVIENDA MEDIANTE TELEFONIA CELULAR MEDIANTE MENSAJES DE TEXTO UTILIZANDO COMANDOS AT” PRESENTADO POR: VICTOR CCOTA SUCAPUCA

PUNO – PERU

2011


1.- TITULO: “Estudio e Implementación de un prototipo sistema de gestión de alarma para vivienda mediante telefonía celular mediante mensajes de texto utilizando comandos AT”. 2.- AUTOR: Victor Ccota Sucapuca. 3.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 3.1.

DESCRIPCIÓN.

La situación económica actual además de algunos otros factores provoca que la inseguridad sea cada día mucho mayor. Esto, en combinación con la ineficiencia de los cuerpos policíacos crea un entorno muy favorable para que surjan empresas de seguridad privada que también no garantizan la seguridad que ofrecen. El costo en algunos casos es muy alto, sin obtener resultados diferentes. Además, estar fuera del hogar es cada día más necesario. Por las razones anteriormente señaladas se propone un sistema de seguridad con el uso de la telefonía móvil, en la cual el tratamiento de la información se realiza de manera digital, dicha información puede ser recibida o enviada desde y hacia cualquier parte del país e inclusive fuera de él gracias al sistema de Roaming mundial. Son evidentes las ventajas que brinda la telefonía móvil y siendo un sistema en continuo desarrollo, resulta factible, la implantación de sistemas de control y monitoreo aprovechando las cualidades ofrecidas por las operadoras. Para el caso que se plantea, específicamente un sistema de seguridad electrónico, el usuario debe instalar en su hogar la central de alarma con interfaz celular y sobrellevar el costo que implica el uso del servicio de mensajes cortos ya que la infraestructura necesaria para la comunicación celular se encuentra actualmente en pleno funcionamiento y crecimiento, por lo que el sistema propuesto es de un costo relativamente pequeño, si tomamos en consideración los beneficios que se pueden obtener de éste. El SMS (Short Message Service) en los últimos años se ha convertido en un excelente medio de comunicación accesible por la mayoría de la población al tener que disponer, únicamente, de un teléfono móvil.


4.- FORMULACION DEL PROBLEMA Hoy en día encontramos diversos equipos de seguridad y de control remoto en el mercado, de todos los tipos y para todas las necesidades que uno pueda desear, pero el costo que puede resultar de comprar los equipos y el de instalación hace que pocas personas podamos contar con este tipo de servicio necesario hoy en día, es por eso que nos permitimos sacarle el máximo provecho a nuestro equipo celular y con un poco de inversión podemos tener un sistemas de seguridad y de telecontrol por mensaje de texto. 5.- OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION. 5.1 Objetivos Específicos. •

Desarrollar un módulo que genere un aviso en un tiempo corto mediante mensaje de texto al usuario

Control de todo tipo de equipos on/of mediante mensaje de texto

Implementar el diseño del prototipo así como, una aplicación como es la alarma en caso de un robo.

5.2 Objetivo General. Diseñar e implementar un sistema de telecontrol mediante mensaje de texto que permite encender o apagar equipos, a la vez que nos sirva como un sistema de alarma en caso de un robo

en

nuestra

vivienda,

sin

importar

donde

uno se

encuentre. 6.- JUSTIFICACION Se pretende implementar un sistema de gestión de alarma muy novedoso que permite avisar por medio de mensajes telefónicos a su teléfono celular de las irrupciones en su hogar. La necesidad de implementar este proyecto radica en que la mayoría de los sistemas de alarmas o de seguridad doméstica actuales son muy costosos, y los que no lo son, presentan a menudo deficiencia en su funcionamiento e inconformidades en los usuarios.


Dicho Proyecto tiene como utilidad proteger el hogar usando el software, hardware los recursos adecuados y necesarios para la detección de intrusos un sensor de presencia y movimiento, un sensor de humo para la detección de incendios un sensor magnético para abrir la puerta del garaje y luego se avisara directamente al usuario o a 2 personas. Este proyecto indica directamente, por medio de SMS y en tiempo corto a uno o varios afectados en caso de que las alarmas se activen independientemente, resaltando su bajo precio y fácil operación por parte del usuario. 7.- MARCO TEÓRICO. 7.1. Parámetros de los SMS Cuando un usuario envía un SMS, o lo recibe, se incluyen con su payload (carga útil o cuerpo del mensaje) al menos los siguientes parámetros: •

Fecha de envío (también llamada timestamp);

Validez del mensaje, desde una hora hasta una semana;

Número de teléfono del remitente y del destinatario;

Número del SMSC que ha originado el mensaje;

De este modo se asegura el correcto procesamiento del mensaje en el SMSC y a lo largo de toda la cadena 7.2 MÓDEM GSM 7.2.1 PUERTO DE COMUNICACIÓN El puerto de comunicación del teléfono GSM (Nokia 3220), se describe a continuación de manera detallada, para poder identificar los pines que se utiliza para la comunicación e intercambio de datos.


Figura 11. Conector del teléfono Nokia 3220 Este conector esta conformado por 14 pines los cuales tienen una función especifica. De este puerto los pines que se deben identificar son el de transmisión, recepción y tierra (Tx, Rx, GND), los cuales permitirán la transferencia de datos.

Pines utilizados en la comunicación

De todos los pines que conforman el pop port del celular, los que se utilizarán son los pines 6, 7, 8. Estos pines permitirán establecer una comunicación serial tal como se detalla a continuación. • Pin 6 es Rx. • Pin 7 es Tx. • Pin 8 es GND. La transferencia de datos se genera con los siguientes parámetros los cuales deberán ser configurados en el dispositivo con el cual se va a comunicar. • Velocidad de transmisión 9600 Baudios • 8 bits de datos • Bits de paridad "Ninguna" • bits de para "1" 7.3. BLOQUE DE ADQUISICIÓN DE DATOS Este bloque se encargará de la recolección de datos. Está compuesto por los sensores que serán los encargados de tomar los eventos que estén sucediendo en ese momento en la casa y luego de

enviar

esta

información

al

microcontrolador

para

su

procesamiento y posterior envío. Los sensores a utilizarse son: Un sensor detector de presencia, sensor detector de humo, sensor magnético.


7.4. BLOQUE DE ENVÍO DE DATOS Los datos obtenidos del bloque de adquisición son trasladados por medio del microcontrolador a la estación central utilizando un dispositivo celular, para este propósito la comunicación se realiza por medio de Comandos AT. 7.5. BLOQUE DE RECEPCIÓN DE DATOS La recepción de la información es por medio de SMS que envía el equipo central al dispositivo remoto y viceversa. 7.6. SELECCIÓN DEL MICROCONTROLADOR Dentro del mercado existe gran cantidad de microcontroladores con diferentes arquitecturas. Se pueden clasificar dependiendo del número de bits destinados al direccionamiento de la memoria en: 8,16 y 32 bits. Los microcontroladores de 16 y 32 bits son los de mayor rendimiento con la desventaja de ser más caros. La mayoría de aplicaciones se desarrollan con microcontroladores de 8 bits, siendo estos los más populares. 7.6.1. CARACTERÍSTICAS REQUERIDAS DEL PIC Las principales características necesarias para la selección del microcontrolador son: disponibilidad de puertos, conversores analógico -digitales, velocidad de procesamiento, disponibilidad de herramientas de programación, y memoria. a. Conversores Analógico-Digitales Debido a que se utilizarán sensores analógicos es necesario que el microcontrolador a seleccionar posea esta capacidad con lo que el prototipo no aumentará de tamaño al adicionar conversores externos.


b. Velocidad de procesamiento El prototipo tomará datos de 2 sensores y controlará la transmisión de los datos por lo que se necesitará reducir los retardos en el proceso. c. Memoria Los microcontroladores poseen varios tipos de memoria. Una para

guardar

las

instrucciones

de

manejo

del

microcontrolador, y otra para guardar variables y datos de trabajo (RAM). 7.6.2 MICROCONTROLADORES DISPONIBLES Los principales microcontroladores utilizados para el desarrollo de aplicaciones electrónicas son: PIC16F84, PIC 16F877A. PIC 16F628A • 14 KBytes de memoria Flash. • 368 bytes de RAM interna. • 2 Canales PWM de 10 bits. • 256 bytes de memoria EEPROM. • 33 líneas de líneas I/O programables. • 8 canales ADC de bits. • 2 temporizador/contador de 8 bits. • 1 temporizador/contador de 16 bits. Tomando

en

cuenta

las

características

de

los

microcontroladores antes descritos se tomó la decisión de elegir el PIC 16F877A por las ventajas que este ofrece para el presente proyecto.


7.7.- SELECCIÓN DEL DISPOSITIVO DE COMUNICACIÓN GSM Para la selección del dispositivo es importante considerar: la interfaz de comunicación, los protocolos de comunicación, el modo de manejo de datos y la disponibilidad en el mercado. Dentro del mercado peruano

se pueden encontrar una gran

cantidad de modelos de teléfonos que se ofrecen en cada una de las operadoras

de

telefonia

celular,

es

importante

tomar

en

consideración que solo ciertas marcas de ellos ofrecen un puerto de comunicación que permita interactuar con un microcontrolador. 7.7.1. TELÉFONO NOKIA 3220B a. CARACTERÍSTICAS DEL TELÉFONO El teléfono Nokia 3220 funciona en la red inalámbrica GSM a 850/1800/1900 MHz. Tiene conexión y transmisión de datos PC Suite para el Nokia 3220. La transmisión que soporta es EGPRS hasta 177.6 Kbps GPRS hasta 80 Kbps y (HS) CSD hasta 43.2 Kbps. b. DESCRIPCIÓN DEL PUERTO DE COMUNICACIÓN Y CABLES DE CONEXIÓN DEL CELULAR Para la comunicación entre el celular y el PIC se requiere de tres hilos; Rx, Tx, GND. En el puerto de comunicación del teléfono

estos

corresponden

a

los

pines

6,

7,

8

de

datos

respectivamente. Para

la

conexión

se

hace

uso

del

cable

correspondiente al Nokia 3220 que es el DKU-5 (CA-42). El extremo donde está el conector USB se cortó para llegar e identificar los pines 6, 7,8. En la Figura 31 se ilustra el puerto de comunicación del celular con los pines a utilizar.


7.8. APLICACIONES a. MONITOREO Y CONTROL DOMÉSTICO •

Encender/apagar desde tu teléfono celular: La luz del patio, tu cafetera, tu estéreo, etc.

Controlar el estado de tus artefactos.

b. MONITOREO Y CONTROL INDUSTRIAL •

Encender/apagar máquinas.

Controlar el estado de las mismas.

Se apagó una máquina? El sistema lo detecta y te avisa mandándote un mensaje de texto.

c. ALARMAS •

Activar/desactivar

alarmas,

tanto

domésticas

como

industriales desde tu celular. •

Si alguna alarma se activó, el sistema te avisa mandándote un mensaje de texto.

Alguien abrió la puerta de tu auto? eL sistema lo detecta y te avisa mandándote un mensaje de texto.

7.9. ESQUEMA GENERAL


8. Hipótesis 8.1. Hipótesis general. Es posible implementar un prototipo de sistema de gestión de alarma para vivienda mediante telefonía celular mediante mensajes de texto utilizando comandos AT.” Variable independiente Prototipo de un sistema de gestión de alarma para vivienda. Indicadores Cuantitativos -

Número de viviendas que pueden ser atendidas.

-

Una alarma o un control on/of a la vez

Cualitativos -

Sistema de alarma confiable y seguro.

Variable dependiente Usando

Telefonía

comandos AT. Indicadores

celular,

mediante

mensajes

de

texto

con


Cuantitativos. -

Numero de mensajes de textos enviados.

-

Numero de caracteres que contendrá el mensaje

Cualitativos. -

Aviso de la alarma en tiempo corto y de fácil utilización.

9.- Financiamiento En lo que representa al financiamiento, el costo total será asumido por los Desarrolladores del proyecto. 10.- Referencias bibliograficas  Nokia Pop-port connector pinout  Microcontroladore 16f84 - Enrique palacios

 http://www.microchip.com/forums/m42871-print.aspx  http://www.nokia-tuning.net/index.php?s=cablefbus  http://www.forum.nokia.com/  Sony Ericsson pin out cable connector: http://pinouts.ru/CellularPhones-P-W/erics_t28_pinout.shtml  Ericsson T28 AT command online reference: http://mobileinternet.ericsson.se/emi_manuals/T28/ATCommand/T 28_R1A.pdf



Perfil de proyecto