El presente trabajo se centra en el diseño y análisis de una red inalámbrica de sensado remoto para un escenario específico: el proyecto “Monitoreo de balances hídricos usando redes de sensores inalámbricos para estimaciones de productividad en bosque amazónico y cultivos leñosos perennes costeros”, del FONDECYT. En el primer capítulo se explica la problemática que implica el escenario de selva baja caracterizada por la presencia de vegetación. Se explica cómo se ven afectadas las ondas que se propagan ante la presencia de vegetación y cómo existe una dependencia de la frecuencia de la señal propagada. Asimismo, se explica la implicancia económica que genera el desplegar una red en el entorno en cuestión y los objetivos del trabajo. En el segundo capítulo se empieza con una descripción de lo que son las redes de sensores, sus características y la diversidad de tipos de redes de sensores que existen. Luego se presentan alternativas tecnológicas que pueden ser utilizadas para desplegar redes inalámbricas de sensado. Finalmente, se elige una de las tecnologías para ser utilizada en el diseño y análisis. En el tercer capítulo se inicia con los requerimientos iniciales, divididos en requerimientos regulatorios, de aplicación y debido al entorno. Con los requerimientos planteados, se designa un diseño de red inalámbrica de sensado remoto. Se establecen topología, arquitectura y diagrama de flujo de datos de la red inalámbrica de sensado remoto. En el cuarto y último capítulo se realiza un análisis de la red inalámbrica, en función de ciertos parámetros relativos al espectro electromagnéticos y de las tecnologías o componentes utilizados. También se analiza el tiempo de vida autónomo de los nodos sensores en función de la capacidad de las baterías a escoger. Al final, se establecen precios de los componentes necesarios para desplegar la red. / Contrato y/o convenio: N° 057-2018-FONDECYT-BM-IADT-MU. Monitoreo de balances hídricos usando redes de sensores inalámbricos para estimaciones de productividad primaria en bosque amazónico y cultivos leñosos perennes costeros

Se entiende como domótica o inmótica a sistemas cuyos elementos nos permiten automatizar una vivienda o edificio, considerando sus cuatro pilares: comodidad, seguridad, comunicaciones y un eficiente consumo energético. Actualmente la domótica no sólo está enfocada a la gestión de estos elementos, sino también en darle al usuario una visión única y sencilla frente a los diferentes elementos que existen en el sistema, dándole un control al usuario de su sistema tanto de la misma área como desde otra ubicación, es decir brindarle una total interoperabilidad al usuario. Sin embargo, la incompatibilidad que es generada debido a los diferentes estándares y protocolos que existen en la actualidad, la falta de cultura domótica en el Perú, y los costos muy elevados de controladores que permiten el acceso remoto al sistema, hacen que esta tecnología sea inaccesible al público en general. El presente trabajo de tesis titulado “Sistema de Control domótico utilizando una central IP PBX basado en software libre” plantea una solución enfocada a brindarle una interoperabilidad al usuario considerando resolver los problemas arriba mencionados. Se plantea una arquitectura que permite el sistema sea escalable y heterogéneo. Se utilizan protocolos de Internet que integran al sistema domótico a una actual convergencia de comunicaciones, y la implementación del servidor IP PBX en Asterisk permiten que el usuario tenga un control del sistema de una forma sencilla, confiable y accesible para el público en general. Demostrando que la plataforma implementada puede incorporar al sistema domótico no sólo a las redes de telefonía, sino también, puede brindar una flexibilidad para desarrollar otras plataformas como servidores web en el mismo sistema. Todo considerando un presupuesto bajo comparado con otros productos en el mercado.

El trabajo desarrollado en la presente tesis consiste el diseño de una red de sensores para el sistema de detección de Rogue APs en la red WiFi del campus PUCP para las bandas de 2.4GHz y 5GHz. El primer capítulo presenta una descripción del marco problemático actual sobre la importancia de la seguridad en las redes inalámbricas. Luego, se señala la importancia del sistema de detección planteado al inicio de la tesis. Posteriormente, se definen los sistemas teóricos que permiten la detección y localización de los Rogue AP. Finalmente, se muestra el estado del arte de dispositivos que permiten la detección y métodos de mitigación de Rogue APs. En el segundo capítulo se exponen la problemática de la tesis y se plantea los requerimientos y razones por la cual se utiliza la teoría de NP-Complete para el diseño de la red. Luego, se discute sobre el problema general que representa el diseño de una red de sensores con triple cobertura posible. El tercer capítulo consiste en el diseño de modelos de optimización y heurísticas para la red de sensores. Primero, se expone el proceso con el cual se maneja la información para el desarrollo de los algoritmos. Segundo, se muestran la estructura de los modelos de programación y lógica del algoritmo con los cuales se puede diseñar una red de sensores para combatir la presencia de un Rogue AP. El cuarto capítulo comienza explicando el escenario y parámetros sobre los cuales se basaron los algoritmos generados para el diseño de la red de sensores. Luego, se muestran los resultados finales obtenidos y una discusión sobre el grado de cobertura obtenido. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se llegó después de terminar la presente tesis.

El objetivo de la presente tesis es la obtención de un sistema de vigilancia basado en la utilización de la red IP, como base del diseño, y la transmisión de la información por medio inalámbrico, para la aplicación en estacionamientos vehiculares de gran extensión. Desde los años 90, los sistemas de vigilancia de circuito cerrado de televisión han sido un importante factor para la seguridad y prevención de robos. Estos sistemas constan, principalmente, de una cámara que se encarga de capturar la imagen, un monitor donde se controla la información, y un equipo de grabación para el almacenamiento. El presente documento presenta las principales características de estos sistemas, el medio de transmisión de información e identifica los elementos que lo conforman. El desarrollo de la tesis se compone de cuatro capítulos. El primer capítulo trata de un estudio sobre sistemas de vigilancia analógicos y parcialmente digitales, explicando la problemática que existe en ellos en el proceso de vigilancia. En el segundo capítulo se presentan las diferentes tecnologías y protocolos relacionados con el sistema de vigilancia propuesto, así como también, se define las características tanto de la red IP como la red inalámbrica, utilizadas para la transmisión de datos. En el tercer capítulo se presentan los conceptos que se deben tener en consideración para la realización del diseño y, además, se analizan diferentes criterios para la elección de los elementos que conforman el sistema realizando una comparación entre los diferentes formatos y parámetros relacionados. En el último capítulo se desarrolla el diseño para la zona planteada con la asistencia de calculadores y software para obtener, según los parámetros y consideraciones establecidos, los resultados de los parámetros necesarios de los elementos. Finalmente, se muestran pruebas realizadas y los costos de equipos del sistema propuesto.

Desde el 2008 entró en funcionamiento la red inalámbrica del Río Napo (Loreto). Esta red intercomunicó 10 establecimientos de salud ubicados en las márgenes del río Napo y brindó los servicios de comunicación por datos y telefonía. Además permitió el acceso a Internet y la telefonía pública por medio de una estación VSAT ubicada en la localidad de Santa Clotilde. En el 2010 se implementó una nueva red inalámbrica con el objetivo de lograr la interconexión de la red existente del Río Napo con el Hospital Regional de Loreto "Felipe Santiago Arriola Iglesias" (HRL) y la Dirección Regional de Salud de Loreto (DIRESA Loreto); además de anexar a la red, a 4 establecimientos de salud ubicados en la cuenca baja del Río Napo. El diseño de esta nueva red inalámbrica es el objetivo de esta tesis. En la actualidad la red intercomunica todos los establecimientos de salud ubicados en las márgenes del Rio Napo con el Hospital Regional de Loreto y la DIRESA Loreto. Además se les brinda acceso a Internet y acceso a la telefonía pública desde la DIRESA Loreto. La actual red del Río Napo cubre una distancia aproximada de 450Km de radioenlaces. A la fecha la red sigue en funcionamiento y continúa brindando apoyo al personal médico y administrativo de los establecimientos de salud. Por ejemplo, gracias a la telefonía un personal médico puede realizar una llamada telefónica desde los establecimientos de salud de la periferia hacia el HRL de Iquitos con la finalidad de realizar una interconsulta de segunda opinión a un médico especialista. La red diseñada en la presente tesis utiliza la misma tecnología inalámbrica que la anterior red (802.11g de larga distancia). Los enlaces de toda la red son de larga distancia, alrededor de 30, 40 y 50Km. Con la finalidad de obtener la línea de vista entre antenas se utiliza torres ventadas de telecomunicaciones que están alrededor de los 75m de altura. En la red inicial las torres tienen una altura de hasta los 90m. El equipamiento principal de la red es el enrutador inalámbrico, y está conformado por una computadora, radios 802.11g OEM (fabricante de equipamiento original) y un software no comercial basado en Linux. Además de contar con antenas directivas. En el diseño también se contempla el uso de seguridad WPA2, el enrutamiento dinámico OSPF y la implementación de la telefonía interna utilizando Asterisk.

El reciente aumento en la implementación de redes inalámbricas nos obliga a contemplar con más cuidado el aspecto de la seguridad en este tipo de redes. Así como en el caso de las típicas redes de datos con cables (siendo la tecnología Ethernet la más utilizada para estos casos), tiene que asegurarse que los usuarios de una red inalámbrica se encuentren conectados a ésta de una manera segura, teniendo en cuenta que ahora el medio de transmisión ya no se restringe a un cable, sino que se encuentra en todo el ambiente que lo rodea. Debe de comprobarse que el usuario sea quien dice ser (autenticación), que solo tenga acceso a los recursos que le corresponda (autorización) y también llevar a cabo un registro de las actividades que haga dentro de la red (contabilidad); realizando todo esto de una manera segura y sin que sujetos ajenos a la red puedan estar leyendo información confidencial ni mucho menos tratar de modificarla. En esta tesis se tiene pensado explicar el diseño e implementación que se debería de llevar a cabo dentro de un escenario dado para la instalación de una red inalámbrica segura que contemple la administración de sus usuarios por medio de una plataforma de gestión Web basada en PHP, integrada a un servidor de directorios LDAP con compatibilidad hacia implementaciones libres y cerradas de dicho protocolo, un servidor de autenticación RADIUS y un servidor de base de datos MySQL. Se estudiarán los principales aspectos aplicados en redes inalámbricas Wi-Fi, poniendo especial énfasis en la seguridad de la red y de sus usuarios con mecanismos tales como: WPA2 (IEEE 802.11i), 802.1X, EAP, RADIUS, entre otros.

El uso de la tecnología inalámbrica para los diferentes sistemas de transmisión de información ha crecido enormemente en los últimos años. El presente trabajo tiene como objetivo integrar la tecnología inalámbrica con el control automático de los procesos industriales, de manera tal que el controlador de un proceso se comunique en tiempo real con los sensores y actuadores mediante una red inalámbrica. Esta integración permitirá que los sistemas de automatización posean una amplia flexibilidad, con ventajas respecto a las redes cableadas, tales como la disminución de los costos del diseño, implementación y mantenimiento de la red cableada; asimismo se disminuye también la cantidad de paradas – hora en las industrias, debido a que estos sistemas inalámbricos pueden prescindir del uso de dispositivos eléctricos de interconexión que son las causas principales de este tipo de problemas. En la primera etapa se identificó la función de transferencia del proceso a controlar, basado en modelos matemáticos y se realizaron las simulaciones correspondientes que permitieron determinar el tiempo de muestreo y la sintonización PID del controlador. Luego se implementó la red inalámbrica ya diseñada por el alumno Alonso Henry Gómez Zevallos en su tesis “Diseño e implementación de una red inalámbrica para un proceso industrial utilizando protocolo Modbus” , que permitió la comunicación entre el controlador del proceso (computador) con el sensor y el actuador. Posteriormente se implementó el algoritmo de control en el lenguaje de programación Visual Basic 6.0 y se usó la tecnología de comunicación entre procesos patentada por Microsoft ODBC (Open Database Connection) y el control ADO (Active Data Objects) para la transferencia de información entre el lenguaje de programación y el software SCADA. Finalmente se incluyó un código adicional en el Visual Basic que permitió mostrar una curva de tendencias del comportamiento del proceso a lo largo del tiempo.

En la actualidad, el acelerado avance de las tecnologías de redes inalámbricas de sensores la han posicionado como una herramienta ideal para el monitoreo y control de sistemas de seguridad, debido a su óptimo aprovechamiento de la energía, escalabilidad, flexibilidad, bajo costo, además de permitir su gestión de manera remota. Estas tecnologías pueden sustituir los sistemas basados en sistemas de prevención anti-intrusión tradicionales, tales como, rejas de seguridad, puertas blindadas, cercas eléctricas, personal de seguridad, etc. Estos, si bien reducen la probabilidad de robos o asaltos, no permiten un control absoluto de la zona: pueden ser vulnerados con facilidad y no alertan una situación de peligro. La presente tesis tiene como objetivo el diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de un almacén de una empresa de Lima-Perú. Esta tecnología permitirá la prevención de eventos tales como robos o asaltos mediante un control de acceso; y evitará casos de incendios e inundaciones mediante la recolección de datos relevantes de los sensores ubicados en el almacén, los cuales serán enviados a una estación base o nodo principal. La totalidad de información podrá ser visualizada en una interfaz de usuario amigable. Para el desarrollo del sistema mencionado, se realizó un estudio exhaustivo de las tecnologías existentes para redes de sensores inalámbricas, sus características y limitaciones, así como los protocolos y topologías existentes. A partir de esta investigación, se determinó que la tecnología Zigbee es la más adecuada, debido a su reducido consumo de energía, bajo costo y gran simplicidad en hardware y software. En consecuencia, podemos concluir que la red inalámbrica de sensores contribuirá de forma favorable en la seguridad del almacén, y mejorará la calidad de trabajo en la empresa.

El presente proyecto de tesis se realizó con el objetivo de diseñar una tecnología de acceso a Internet para vehículos en movimiento en la empresa minera Sociedad Minera Cerro Verde S.A., incluso cuando éstos se encuentran desplazándose a más de 160 Km/h, adicionalmente se desarrolla un análisis económico y técnico de la red de acceso y transporte, la geografía de la zona; lo que sustenta la ingeniería del proyecto; mejorando así la infraestructura de la red de comunicaciones de la mencionada empresa. Para lograrlo se realizó un estudio de la plataforma de enlaces existentes, las tecnologías empleadas; y, los usuarios finales, permitiendo así diseñar un modelo de red con una nueva tecnología de acceso de la empresa Motorola denominada MOTOMESH Solo, la cual nos permitirá satisfacer todas las necesidades y exigencias de la mencionada empresa. Al inicio del proyecto se fundamenta la problemática del acceso a internet a través de medios inalámbricos, y se describe la tecnología Mesh, permitiendo comprender el funcionamiento de lo que sería la tecnología MOTOMESH Solo de Motorola desarrollada en el primer capítulo, cómo funciona, las ventajas que ofrece y que dispositivos la componen. Se realizaron las respectivas visitas de campo a los yacimientos mineros de la empresa, siendo estos los Tajos de Cerro Verde, Santa Rosa y Cerro Negro; para verificar sus instalaciones y determinar el número de dispositivos inalámbricos de infraestructura a implementar, la ubicación de éstos y el área de cobertura que van a brindar de acuerdo a sus características técnicas y la geografía de la zona. A lo largo del desarrollo de la tesis presentada, se plantean algunas inquietudes que finalmente serán resueltas en el capítulo 3 del presente trabajo, en el cual se desarrolla por completo la ingeniería del proyecto aplicando conceptos básicos de planificación y desarrollo de redes de Telecomunicaciones. Asimismo, en el mencionado capítulo, se realizó un análisis económico de los costos de implementación y mantenimiento del nuevo sistema de red MOTOMESH Solo a implementarse en la empresa minera.

La presente tesis titulada “Sistema Cliente-Servidor para Visión de un Robot Móvil usando una Wireless Lan” tiene por finalidad, analizar, desarrollar y demostrar el modo de aplicación de un Sistema Cliente-Servidor que transmite imágenes digitales, captadas por un robot móvil hacia una PC remota o servidor. Para lograr este objetivo se ha diseñado una red inalámbrica usando la especificación IEEE802.11b (llamado Wi-Fi), que es el estándar más difundido para redes de área local inalámbricas. Esta red consiste de un Punto de Acceso y de una tarjeta inalámbrica en el robot móvil, ambos elementos enlazándose por los canales de radio adecuados en la banda de frecuencia seleccionada; también se ha desarrollado un software cliente servidor que en el lado del robot móvil cumple las tareas de captación, empaquetamiento y transmisión de imágenes y en el lado del servidor las tareas de recepción, almacenamiento y visualización de las imágenes en pantalla para monitorear la exploración del robot. Estas aplicaciones de red se realizaron usando el estándar WinSock en el entorno de programación visual. La investigación teórica previa a la implementación incluyo tópicos de robótica móvil, soluciones anteriores de cliente-servidor en robot móviles, redes de computadoras, librerías software de funciones de red, un amplio estudio de las redes inalámbricas con énfasis en las redes de área local inalámbricas (WLAN) explicando las distintas tecnologías, comparando sus características, modos de funcionamiento, técnicas de transmisión y ventajas. Finalmente se define el estándar IEEE802.11b describiendo sus topologías de red, capa física y subcapa de control de acceso al medio. El sistema final desarrollado en su conjunto, hardware y software, le permite al robot móvil estar conectado a una PC remota para poderle monitorear, vislumbrar y supervisar sus funciones, consiguiendo controlar a tiempo real lo que ocurre en su centro de operaciones (hogar, comercio y oficinas). Este sistema permitirá garantizar la seguridad y eficiencia de los servicios atendidos, así como la protección de la inversión permitiendo actuar en la brevedad ante cualquier desperfecto o peligro en la interacción hombre-maquina; proporcionando el bienestar de la colectividad atendida que es el objeto de toda obra humana final.