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UNIVERSIDAD TCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Catlica de Loja

TITULACIN DE INGENIERA EN ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONESTECNOLOGIAS INALAMBRICAS

Docente: Ing. Manuel QuionesFecha: 2014-11-22Nombre: Jonathan Alexander Gonzlez Moreno Oscas Israel Castillo Cabrera Luis Wladimir Bustamante

PORYECTO DE INVESTIGACIONTEMA: SMARTCITIES1.-OBJETIVO Estudio para la ubicacin de redes sensoriales para monitorizar la calidad del aire con los niveles de partcula de CO2 y NO2, as como tambin de la temperatura del ambiente, y su humedad en la Ciudad de Zamora aprovechando su clima calidohumedo es aplicable medir estas variables.

2.-ANTECEDENTESLA CIUDADZamora Chinchipe es una provincia de Ecuador ubicada en el sur-oriente de la Amazona ecuatoriana, que limita con la provincia de Morona Santiago al norte; con la provincia de Loja al oeste; y con Per al sur y este. Segn el ltimo ordenamiento territorial del Ecuador, Zamora Chinchipe pertenece a la Regin Sur comprendida tambin por las provincias de Loja y El Oro. Tiene una superficie de 10.556 km, la cual comprende una orografa montaosa nica que la distingue del resto de provincias amaznicas.Su produccin minera; sus grupos tnicos indgenas con su rico legado arqueolgico; su inmensurable biodiversidad; sus nichos y atractivos tursticos como sus hermosos ros, cascadas y lagunas distinguen e identifican a la provincia. Su capital es la ciudad de Zamora.CLIMALa temperatura media no sobrepasa los 22 grados, es una regin que soporta el mximo de lluvias con relacin al resto del pas, a ms de la humedad constante que durante algunos meses est arriba del 90%. Divisin polticaLa provincia est dividida poltica y administrativamente, en nueve cantones que son:

Tabla 1. Divisin poltica de Zamora ChinchipeMINERIA En esta parte de la regin amaznica, existen yacimientos de oro. Las minas de Nambija, cerca de la ciudad de Zamora, fueron por muchos aos sitio de trabajo de personas de diferentes zonas del pas, que trabajaron en condiciones de extrema pobreza y de constante peligro por los continuos derrumbes que se suscitaban debido a las excavaciones de tneles, para extraer el preciado metal, dieron mucha ganancia al pas. Tambin se comercia el oro obtenido de los lavaderos de los ros, con otras ciudades como Loja, Cuenca y en el exterior con el Per.Adems de oro existen muchos otros minerales los cuales son ampliamente explotados, llegaramos a decir entonces que es un sector con mucha minera, esta sabemos que contribuye con la contaminacin del medioambiente en muchos aspectos por los componentes qumicos y talla de los bosques que esta con llevaIMPACTOS AMBIENTALES DE LA EXPLOTACION MINERAEN EL AIRE:- Emisin de material particulado- Emisin de reactivos txicos a la atmsfera- Extraccin y transporte de los minerales para posteriores tratamientos se emite gases por la quema de los materiales dentro de los distintos procesos y la utilizacin de maquinaria pesada con emisiones de diferentes reactivos txicos y qumicos.EN LOS SUELOS- Las actividades mineras y las construcciones de toda la infraestructura para la explotacin causan prdida de cubierta vegetal, producto de las faenas mineras.- Se da la alteracin o prestacin de ros, arrastra los compuestos cidos con la consecuente prdida de la calidad de los suelos.- Los humedales o reas costeras son afectadas por la gran cantidad de sustancias txicas emitidas.- Generacin de residuos slidos generados por materiales descartados.EN EL AGUALa acidificacin se da por eliminacin de aguas cidas de las minas y son potenciales contaminantes de cursos de aguas superficiales y subterrneas.En el caso de las minas de cobre la actividad minera libera al ambiente bajo ciertas condiciones de presin y temperatura, una serie de substancias que al mezclarse con los elementos qumicos del agua forman el cido sulfrico el mismo que al llegar al agua provoca que aumente la acidez de esta.El cobre esta asociado al azufre, encerrado en las rocas el azufre es inofensivo pero ya una ves expuesto al aire y al agua se convierte en cido sulfrico y reacciona con otras substancias txicas que tambin estn presentes en la roca en un proceso que se denomina lixiviacin cida que consiste en la liberacin e introduccin de metales pesados en aguas superficiales y subterrneas, estas substancias envenenan a toda forma de vida en las aguas.La acidez en el agua es importante, esta tiene que tener un rango ptimo para que all puedan vivir las especies animales y vegetales, cuando aumenta la acidez en el agua por la emisin de cido sulfrico y el azufre que esta liberando la mina hace que la vida en al agua sea imposible.Afecta tambin a los seres humanos, la acidez hace que en la piel los poros se habrn o se pierda la capa de grasa que normalmente tiene la piel humana. Esto provoca que las bacterias ingresen por el organismo generando infecciones de todo tipo como las digestivas, respiratorias, renales, etc. Adems el organismo humano puede estar expuesto a otras consecuencias puesto ingiere los productos que se dan en el agua y el agua misma que ha perdido su calidad.Interrupcin de los cursos de agua por remocin de materiales, construccin de carreteras o de obras auxiliares.Ponemos como antecedentes para saber que existe mucha contaminacin del aire en esta ciudad debido a las mltiples empresas que realizan explotacin minera.3.-DESARROLLOCOMUNICACINWI-FIWifi /wafa/; pronunciado en algunos pases hispanohablantes /wifi/, su nombre proviene de la marca comercial Wi-Fi1 es un mecanismo de conexin de dispositivos electrnicos de forma inalmbrica. Los dispositivos habilitados con wifi, tales como un ordenador personal, una consola de videojuegos, un smartphone, o un reproductor de audio digital, pueden conectarse a Internet a travs de un punto de acceso de red inalmbrica. Dicho punto de acceso tiene un alcance de unos 20 metros en interiores, una distancia que es mayor al aire libre.Wi-Fi es una marca de la Wi-Fi Alliance anteriormente la Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), la organizacin comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los estndares 802.11 relacionados a redes inalmbricas de rea local.Estndares que certifica Wi-FiExisten diversos tipos de wifi, basado cada uno de ellos en un estndar IEEE 802.11 aprobado. Son los siguientes:Los estndares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n disfrutan de una aceptacin internacional debido a que la banda de 2.4 GHz est disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbit/s, 54 Mbit/s y 300 Mbit/s, respectivamente.En la actualidad ya se maneja tambin el estndar IEEE 802.11ac, conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz y que disfruta de una operatividad con canales relativamente limpios. La banda de 5 GHz ha sido recientemente habilitada y, adems, no existen otras tecnologas (Bluetooth, microondas, ZigBee, WUSB) que la estn utilizando, por lo tanto existen muy pocas interferencias. Su alcance es algo menor que el de los estndares que trabajan a 2.4 GHz (aproximadamente un 10 %), debido a que la frecuencia es mayor (a mayor frecuencia, menor alcance).Existen otras tecnologas inalmbricas como Bluetooth que tambin funcionan a una frecuencia de 2.4 GHz, por lo que puede presentar interferencias con la tecnologa wifi. Debido a esto, en la versin 1.2 del estndar Bluetooth por ejemplo se actualiz su especificacin para que no existieran interferencias con la utilizacin simultnea de ambas tecnologas, adems se necesita tener 40 000 kbit/s.

Para nuestro proyecto utilizaremos la tecnologa wifi por ser la mas difundida ampliamente y por que el dispositivo o kit de sensores que utilizaremos usa este medio de transmisin inalmbrico como es el WIFI.

AREAEl rea que vamos a delimitar para trabajar con nuestro proyecto de investigacin debido a las variables que vamos a monitorear ser la urbe, la parte central ya que es la ms poblada, de la ciudad de Zamora perteneciente a la provincia de Zamora Chinchipe, puesto que lo que nuestro proyecto pretenden dar es calidad de vida de los habitantes como lo hacen todos los proyectos de smartcities, como el que nosotros estamos planteando. Fig1. Ciudad de ZamoraCon la Herramienta de Google Maps hemos delimitado el area en la ciudad de Zamora en la que vamos a trabajar y lo podemos observar en la siguiente Figura 2.

Fig2. Zamora con la Herramienta ArcGIS.A continuacin con una herramienta disponible en la web llamado FREE MAPS TOOL, procedemos a obtener el area en kilmetros en la que vamos a trabajar, esto nos servir para escoger el nmero de sensores repartidos por el territorio para poder monitorear la mayor parte de la ciudad.4.-SENSORESSmart Cities Kit El Ciudadano Smart Kit es una plataforma de cdigo abierto que comprende 3 capas tecnolgicas: un dispositivo de hardware, un sitio web y la API en lnea, y una aplicacin mvil.A continuacin se muestra un resumen de ellos, y si usted est interesado, todos los detalles sangrientos se puede encontrar en la pgina web de Smart Citizen.

Fig 3. Dispositivo hardware Smart Cities KitHardware compatible con ArduinoLa primera capa es una pieza de hardware compuesto por dos placas de circuitos impresos: una placa hija intercambiables o escudo, y una tabla de procesamiento de datos compatible con Arduino. Hemos apodado el escudo desarrollado para esta campaa "El Consejo ambiente. ' Como su nombre indica, lleva sensores que miden la composicin del aire (CO y NO2), la temperatura, la intensidad de la luz, los niveles de sonido, y la humedad. Una vez que est establecido, el consejo ambiental es capaz de transmitir datos medidos por los sensores ms de Wi-Fi utilizando el certificado por la FCC, mdulo inalmbrico en el tablero de procesamiento de datos. Bajo consumo de energa del dispositivo permite colocarlo en balcones y ventanas. Poder para el dispositivo puede ser proporcionada por un panel solar y / o de la batera.

Fig 4. Sitio Web de Smart Cities KItActualmente, estamos trabajando duro para disear escudos adicionales para su uso en anlisis de suelo y agua para la agricultura urbana (en colaboracin con Refarm The City ), la medicin de campos electromagnticos, el seguimiento de consumo de energa y la composicin del aire en el interior de la casa, e incluso el seguimiento de la biometra.El sitio web y la API en lneaEl componente en lnea de Smart Kit Ciudadano se utiliza para el registro y la visualizacin de los datos medidos por el hardware. Una vez que el dispositivo est configurado, puede navegar a la pgina web y visualizar sus medidas, compartir sus datos con otros, y ver lo que otros usuarios en su comunidad o en todo el mundo estn reportando. Tambin puede consultar nuestra interfaz de programacin de aplicaciones (API) para acceder al instante el flujo de datos desde el dispositivo (s). Aunque no nos importa escribir explicaciones detalladas de todas las caractersticas, creemos que es la mejor manera de mostrar a usted!

Fig. 5. Dispositivo Smart Cities KitEl componente en lnea de Smart Kit Ciudadano combina unos componentes diferentes que ofrecen OpenStreetMap (El mapa del mundo libre Wiki); las bibliotecas JavaScript Prospecto, Rafael y jQuery; y la CakePHP framework PHP. Al igual que en los otros componentes del Ciudadano Smart Kit, el sitio web y la API en lnea son de cdigo abierto y disponible en nuestro repositorio Github . Topologa

Fig. 6. Distribucin de Sensores en el rea en Herramienta ArcGIS.

Fig. 7. Radio de cobertura

Fig. 8. Topologa de las redes que se puede manejar

Fig.9. Topologia de la Red.5.-EQUIPOSRouter Inalmbrico N 3G/4G

Fig.10. Router Inalmbrico N 3G/4G ( vista lateral).

Fig. 11. Router Inalmbrico N 3G/4G (vista Posterior).

Antena OmnidireccionalAntena omnidireccional exterior de 10dB a 2'4GHz, con un nuevo diseo menos pesado y una mayor estabilidad obtenida gracias al nuevo tipo de herraje que utiliza.Se puede utilizar tanto en interiores como en exteriores.Tiene una apertura vertical de 23, lo que permite realizar enlaces en casos en los que la antena y los puntos finales tienen ciertos desniveles.Alcanza hasta los 2500 metros de distancia en funcin de los dispositivos conectados y de las antenas en los extremos finales.

Fig. 12. Antena OmnidireccionalEspecificaciones Tcnicas:

SCKRecibir el hardware Kit Smart Citizen pre-ensamblada. El kit viene listo para ser configurado con la conexin Wi-Fi gratuita y comenzar a recoger datos. Este nivel recompensa incluye el panel solar en Adems de la batera.lleva sensores que miden la composicin del aire (CO y NO2), la temperatura, la intensidad de la luz, los niveles de sonido, y la humedad. Una vez que est establecido, el consejo ambiental es capaz de transmitir datos medidos por los sensores a travs de Wi-Fi utilizando el certificado por la FCC, mdulo inalmbrico en el tablero de procesamiento de datos. Bajo consumo de energa del dispositivo permite colocarlo en balcones y ventanas. Poder para el dispositivo puede ser proporcionada por un panel y / o la batera solar. Todos los archivos de diseo (ilustraciones y diseo de la PCB) para este Open-Source, dispositivo compatible con Arduino estn disponibles en nuestro repositorio Github

Fig 13. Partes del Dispositivo Smart Cities Kit

Fig 14. Partes del Dispositivo Smart Cities KitPRINTED ENCLOURSER

Fig. 15 Printed Enclouser.6.-PRESUPUESTOCOSTO DE RED WSN

EQUIPOSCOSTOCATIDADSUBTOTAL

Router Inalmbrico N 3G/4G$ 33,292$ 66,58

Antena Omnidireccional CyberBajt Proeter$ 63,452$ 126,90

Panel Solar 10W$ 40,006$ 240,00

Printed Enclourser$ 35,006$ 210,00

Smart City Kit$ 175,006$ 1.050,00

Plan Banda Ancha Mvil Flex $19$ 21,282$ 42,56

Extras$ 100,001$ 100,00

TOTAL$ 1.836,04

6.-CONCLUSIONES La aplicacin en este proyecto de la tecnologa IEEE 802.15.4 ZEGBEE es de reconocida importancia, ya que se aprovecha de la mejor manera una de sus principales caractersticas como lo es el bajo consumo de energa, adems de recalcar que se cuenta con la opcin de adicionar paneles solares, los cuales haran de este sistema totalmente autnomo en trminos energticos La ciudad de Zamora es muy apta para la aplicacin de nuestro proyecto, puesto que al existir gran actividad minera existe una alta contaminacin del aire y ya que es una ciudad amaznica tiene mucha humedad relativa del ms del 90%, siendo las principales variables a monitorear. Durante el desarrollo de esta investigacin se ampliaron los conocimientos acerca de las tecnologas inalmbricas existentes y con mayor futuro dentro de las comunicaciones en especial Zigbee. Es interesante conocer ms de cerca el tipo de aplicaciones reales con las que se trabajan en la actualidad tambin nos yudo a comprender aspectos tcnicos que no sabamos sobre la tecnologa. La posibilidad de implementar redes con distintas topologas y su capacidad para adaptarse fcilmente a distintas interfaces a travs de Gateways con tecnologas como el Fast Ethernet permite a ZigBee integrarse en diferentes ambientes y es ideal para proyecto como el que estamos trabajando en ciudades.

7.-REFERENCIA [1] Tecnologa Zigbee, disponible en lnea en: http://sx-de-tx.wikispaces.com/ZIGBEE [2]Redes inalmbricas de Sensores, disponible en lnea en:http://www.ni.com/wsn/esa/ [3]Arquitectura WSN, disponible en lnea en:http://www.ni.com/wsn/whatis/esa/#gateways [4]Redes sensoriales para monitorizar la contaminacin ambiental en ciudades, disponible en lnea en:http://www.libelium.com/es/smart_cities_wsn_air_pollution/ [5]Documentacin WASPMOTE, disponible en lnea en:http://www.libelium.com/development/waspmote/ [6]Documentacin PLUG & SENSE, disponible en lnea en:http://www.libelium.com/development/plug-sense/ [7]Documentacin MESHLIUM, disponible en lnea en:http://www.libelium.com/development/meshlium/ Zamora Chinchipe, disponible en lnea en: http://es.wikipedia.org/wiki/Provincia_de_Zamora_Chinchipe#Econom.C3.ADa [1] https://www.kickstarter.com/projects/acrobotic/the-smart-citizen-kit-crowdsourced-environmental-m SCK[1] [1] https://twitter.com/rrustema/status/448442743099228160 []http://www.tp-link.com/mx/products/details/?model=TL-MR3420#down ROUTER

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