El trabajo desarrollado en la presente tesis consiste en el diseño e implementación de un emulador de redes de alta capacidad, como entorno de pruebas de nuevas tecnologías previo su despliegue. El emulador está conformado por módulos implementados usando el lenguaje de programación Python. A largo plazo, se desea integrar el presente emulador en un rack de alta capacidad (con enlaces de 10 Gbps), el cual se encuentra en el laboratorio del Grupo de Investigación en Redes Avanzadas (GIRA) de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En dicho rack, se ha instalado el software de Cloud Computing OpenStack, el cual emplea diferentes servicios para la creación de las máquinas virtuales a usar en el emulador. El objetivo principal del emulador es que las pruebas realizadas en él presenten una alta fidelidad: no solo se desea capturar el comportamiento de la red al limitar la tasa de bits o introducir latencia en un enlace, sino también evitar generar fenómenos espurios –como pérdida de paquetes– debido a las limitaciones de procesamiento del hardware sobre el cual funciona el emulador. Por ello, el emulador incluye un proceso de calibración del hardware subyacente, así como un módulo de validación de recursos (p.ej. RAM, cores, etc.) para asegurar que el emulador puede soportar la topología de interés. En el primer capítulo, se describe la situación actual de las redes —específicamente la de los proveedores de servicios— y se identifican los problemas que surgen con la evolución y desarrollo de nuevos servicios. Asimismo, se presentan algunas tecnologías emergentes como posibles soluciones a los problemas mencionados. En el segundo capítulo, se presentan los tipos de entornos de prueba que se utilizan para evaluar distintos prototipos de redes; en especial, los que proponen las tecnologías emergentes. Adicionalmente, se realiza un análisis de las ventajas y desventajas de cada entorno y se determina cuál es más conveniente para los objetivos del presente trabajo. En la última parte del capítulo, se presentan los objetivos del trabajo de tesis, en base a la problemática y al entorno de prueba determinado. El tercer capítulo está orientado a las tecnologías de virtualización. Primero, se introduce el concepto de virtualización y se presenta el modelo de Cloud Computing. Luego, se desarrollan las áreas de virtualización, mostrando las diversas técnicas existentes en cada una y la necesidad de monitorear el estado de la infraestructura. Por último, se realiza una descripción de OpenStack, dado que es el software empleado en el presente trabajo de tesis. En el cuarto capítulo, se detalla el diseño completo del emulador. Se inicia con las consideraciones y requerimientos del emulador; a continuación, se presenta la arquitectura del emulador, indicando sus módulos y el funcionamiento de cada uno; luego, se detallan los cambios realizados a OpenStack, seguido del módulo de validación del emulador –que lo diferencia de los demás existentes; finalmente, se muestra la interfaz de usuario para la creación de los experimentos. En el capítulo final, se presentan los resultados obtenidos al realizar pruebas en el emulador. Estas pruebas tienen la finalidad de demostrar que el emulador funciona en base a los objetivos y requerimientos planteados. También se muestra el análisis realizado en la etapa de calibración, en donde se obtiene la cantidad de recursos requeridos por cada nodo. Por último, se presentan las conclusiones obtenidas de la implementación y de las pruebas desarrolladas, basadas en los objetivos de la tesis y los requerimientos del emulador, así como las recomendaciones sugeridas para un mejor desempeño del mismo. / Tesis

La retroalimentación juega un papel fundamental en varios tipos de sistemas basados en Interfaces Cerebro Computador (BCI), ésta permite que el usuario aprenda a modular cierto tipo de ondas cerebrales que luego serán usadas como base para un sistema de control. En la presente tesis se desarrolla un sistema BCI que usa el principio de Imaginación Motora en el cual se comparan y evalúan tres estrategias de retroalimentación visual: el movimiento de una barra en una pantalla, animación 3D de manos en una pantalla y el movimiento de manos robóticas. En el desarrollo de este sistema se contemplan las siguientes etapas: Adquisición de señales, preprocesamiento de señales, extracción y selección de características, clasificación y retroalimentación al sujeto. En el presente trabajo se utiliza la técnica de análisis de componentes independientes, la cual provee un filtro espacial que busca recuperar la independencia de las señales. Se utilizan como características las energías de las señales y se clasifica mediante una máquina de soporte vectorial. El procesamiento se realiza en tiempo real en el entorno de Simulink. Los resultados indican que la retroalimentación visual mediante manos robóticas influye positivamente en mayor medida que la retroalimentación mediante animación, sin embargo, estos resultados deben ser validados con una cantidad mayor de sujetos. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo el desarrollo de una interfaz hombremáquina basada en una tarjeta de adquisición en una computadora. Esta interfaz, permitió visualizar y analizar la información proveniente de los sistemas de detección de fallos en los lazos de control de la planta estudiada. Asimismo, también permitió visualizar la evolución de las variables y actuar sobre estas cuando fue necesario. El trabajo propuesto incluyó, el estudio de metodologías de desarrollo de interfaces, el desarrollo de software de la interface visual, el desarrollo de las librerías de registro de información proveniente de los sistemas de detección de fallos y desarrollo del algoritmos de monitoreo y control de las variables de la planta objeto de estudio. / Tesis

Hoy en día los científicos necesitan de aplicaciones de cómputo para realizar cálculos, validar modelos matemáticos o hacer simulaciones; requiriendo para esto del procesamiento de un gran volumen de datos. En ocasiones, los requerimientos computacionales para realizar estas tareas exceden las prestaciones que les puede brindar una computadora personal. En vista de esto, es necesario contar con una infraestructura de mayor escala, la cual permita realizar cálculos intensivos. / Tesis

La presente tesis describe el trabajo de ingeniería, investigación, medición, cálculo, diseño, implementación e instalación de un equipo electrónico denominado Placa Estación USB, el cual se encontrará en estaciones de radios HF y/o VHF rurales y en estos lugares remotos se encargará de automatizarlas, logrando de esta manera conocer el estado de los parámetros más importantes de cada locación y así dejarlos listos para poder leerlos desde cualquier punto de la red. También se trata de optimizar el uso de cada estación facilitando las funciones del usuario no especializado. / Tesis

Existen diversas tecnologías de comunicación con una computadora para la adquisición de datos, entre los más comunes se encuentran: PCI, USB, Ethernet, Firewire, puerto serial, etc. Dentro de ellos, el USB destaca por su configuración automática, bajo costo y facilidad de uso. A pesar de existir varios sistemas de adquisición de datos en el mercado, su uso se ve restringido debido a sus altos costos y por poder usarlo sólo con las aplicaciones y drivers del proveedor. En el presente trabajo se diseña un sistema de adquisición de datos con interface USB utilizando un microcontrolador Atmel de la familia AVR XMEGA, buscando en todo momento obtener la máxima tasa de transferencia posible. Para ello se desarrolla una aplicación en el microcontrolador que permita leer datos adquiridos de cuatro canales del ADC del microcontrolador. Asimismo, se desarrolla una clase USB propietaria que define cómo se van a trasferir los datos, qué tipo de transferencias USB se van a usar y cuál va a ser su máxima tasa de transferencia posible. En el lado de la computadora, se desarrolla una aplicación en lenguaje C que permita a la computadora poder comunicarse con el microcontrolador a través del bus USB. Para el desarrollo del firmware del microcontrolador se tomó como base el framework USB que provee Atmel (ASF 3.1.3, Atmel Software Framework), y posteriormente fue implementado en la tarjeta de evaluación XMEGA – A3BU XPLAINED con una frecuencia de CPU de 32MHz. Se obtuvo que en promedio se puede transmitir datos a 8.46Mbps usando un alto nivel de optimización del compilador. Se concluye que si se quiere obtener mejores tasas de transferencia se debe mejorar una serie de factores como: MIPS del microcontrolador y optimización del framework USB de Atmel. Finalmente, se recomienda portar este trabajo a microcontroladores que soporten el modo “Alta Velocidad” (del inglés High Speed) del USB 2.0, cuya velocidad por bit es de 480Mbps, así como desarrollar las etapas de preprocesamiento de las señales: amplificación, filtrado, e aislamiento de las señales que se quieran enviar por la interfaz USB. / Tesis

El avance de la tecnología en el mundo ha permitido la optimización de los procesos productivos en la industria y por ende la mejora en calidad y costos, ésta también se ha dado en la fabricación de envases plásticos elaborados por maquinarias termoformadoras, las cuales cumplen las funciones de calentar, moldear, cortar y enfriar dicho material. El calentamiento del material en forma de lámina, se efectúa en un horno. El horno está conformado por dos superficies calefactoras paralelas entre sí, cada superficie está dividida en filas de resistencias de cerámica y en el centro de cada fila de la superficie superior se ubican las termocuplas que dan el valor de temperatura al PLC. Estas termocuplas se encuentran en el interior del horno y son unidas al controlador mediante cables de compensación con ayuda de borneras. Se ha comprobado que en el proceso de calentamiento actual de los hornos se presenta fallas de comunicación, debido a frecuentes rupturas de los cables. De esta manera, la presente tesis tiene como objetivo general diseñar una interfaz de comunicación inalámbrica para monitorear el horno de termoformadora de envases plásticos, reduciendo la susceptibilidad a fallas y mejorando la eficiencia del proceso de producción. El diseño consiste de dos módulos de comunicación: uno de transmisión y otro de recepción, separados por una distancia menor a 5 metros. Asimismo, se considera que los datos se deben recibir como máximo cada 100ms con una resolución mínima de 1°C. El desarrollo de la propuesta implica el diseño de módulos de recepción y transmisión de datos de temperatura. Así como, el análisis de los componentes que se adecúen a los requerimientos de envío y recepción de la señal. Finalmente, se concluye la eficiencia del diseño de la interfaz de comunicación de datos y se verifica con los resultados obtenidos mediante la simulación entre las termocuplas de un horno de termoformadora y el controlador. / Tesis

Este proyecto se desarrollo íntegramente en el Área de Proyectos Especiales de Aeronavegación de CORPAC con la finalidad de proponer en el Perú una solución alternativa de monitoreo automático de posición a las empresas aéreas que no están en condiciones de adquirir costosos equipos con modulación digital. / Tesis

El presente trabajo de tesis desarrolla el diseño e implementación de un interfaz de comunicación inalámbrica, para la lectura de actividad neuronal en mamíferos superiores, a través un Electrocorticograma (ECoG) de implante. Las señales adquiridas por 6 electrodos de medición son acondicionadas a través de etapas de filtrado y amplificación, logrando un ancho de banda de 100Hz y voltajes en el rango de 0 a 3.3V en cada canal. Las señales anteriormente acondicionadas, son tomadas como parámetros de entrada de la interfaz que se desarrolla. Las lecturas de cada uno de los electrodos son digitalizadas, recolectadas, y transmitidas inalámbricamente fuera del animal hacia un módulo exterior inalámbrico. La transmisión se realiza a través del protocolo IEEE 802.15.4 a 2.4 Ghz a una velocidad de 250Kbps. Este módulo externo transmite las lecturas adquiridas inalámbricamente hacia una computadora por medio del UART, para finalmente ser visualizadas a través de una interfaz gráfica desarrollada en Matlab. La etapa de comunicación inalámbrica está conformada por dos nodos: uno dentro del animal, y el otro fuera del mismo. Debido a que el nodo interno es implantado, se desarrolla un protocolo de sincronización tolerante a errores y/o pérdidas de paquetes propios de la transmisión inalámbrica. Además, debido a que no se tiene acceso al nodo interno, se debe reducir el consumo de potencia del mismo. Se desarrolla el diseño de una tarjeta de radio digital a 2.4Ghz utilizando el software Cadsoft Eagle en la versión 6.4 Light. Entre los resultados obtenidos encontramos bajo consumo de potencia debido a que el modulo interno tiene un ciclo de trabajo de 12.5% cuando se encuentra a la espera de peticiones de enlace, una frecuencia de muestreo de 200Hz para la lecturas de señales cerebrales, y un protocolo de sincronización tolerante a errores. Se desarrollan pruebas para la verificación del funcionamiento de cada una de las etapas del sistema propuesto. / Tesis

En diversas ocasiones se ha podido observar que para aprender un curso o una materia resulta más efectivo en cuanto a retención y comprensión si además de la teoría se puede ver o relacionar los sucesos en un experimento de laboratorio. Estos lugares son de gran utilidad tanto para el entendimiento como para la investigación. Sin embargo, a pesar de su importancia no es un beneficio del que cualquiera y en cualquier momento pueda gozar. Por esta razón y con la tecnología desarrollada hasta la actualidad varios laboratorios están evolucionando. De esta manera hoy en día se puede tener la experiencia del laboratorio de manera remota utilizando el internet. Esto está ocurriendo en muchas materias en diferentes áreas académicas. En el caso del curso de la teoría de las comunicaciones el laboratorio es una herramienta muy útil para el entendimiento de los temas por lo que el poder realizarlo remotamente resulta beneficioso. Para lograr este objetivo en la PUCP es necesaria la creación de una interfaz que permita controlar los módulos educativos promax EC-696 por el computador. Tomando en cuenta lo antes mencionado, este trabajo de tesis tuvo como principal objetivo el diseño e implementación de una interfaz que permita el manejo de los módulos sin necesidad de manipularlos directamente. También se diseñó una interfaz gráfica utilizando la herramienta del GUI de Matlab para poder controlarlos y tener una visualización de los estados en que se encuentran en la pantalla de una PC. / Tesis