Monitoreo GPS de Vehículos con Tecnología de Seguimiento Satelital

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Conceptos Básicos

Alto data rate

LPWANs

Reto 2

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Monitoreo GPS de Vehículos con Tecnología de Seguimiento Satelital
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Diseño y Arquitectura de Nodos IoT para Redes Eficientes
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Dispositivos y Tecnologías para el Internet de las Cosas (IoT)
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¿Qué usarías para monitorear la posición GPS de un vehículo?

Imagina que quieres monitorear un camión que surte de dinero los cajeros automáticos, por lo tanto debes saber siempre la ubicación del camión. ¿Qué tecnología usarías para monitorear su ubicación GPS y reportarla a una plataforma en internet?

Las principales necesidades que debes tener en cuenta son:

Alta disponibilidad en la red para no perder ninguna posición.
Gran cobertura en la ciudad donde el camión surte a los cajeros.
La posibilidad de hacer reportes de posición cada 5 segundos.

¿Qué usarías para monitorear datos en campo?

Imagina ahora que quieres monitorear la humedad de un huerto en el campo, la humedad como es bien sabido no cambia instantáneamente si no hasta después de cierto tiempo según el ambiente, por lo tanto tienes que tener un nodo que monitoree por largos periodos de tiempo hablando de semanas. ¿Qué usarías para monitorear datos en campo?

Las principales necesidades que debes tener en cuenta son:

Largo alcance.
Larga duración de batería.
Alrededor de 4 reportes al día.

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Monitoreo GPS de Vehículos con Tecnología de Seguimiento Satelital

Comentarios

Jeronimo Torres

Estudiante

Para el primer caso propuesto usaría una red CELULAR LTE de 3G/4G debido a que son las mas rápidas, de ++largo alcance ++y ademas tiene una ++alta disponibilidad y gran cantidad de puntos de acceso++. Para monitorear la ubicación usaría un modulo GPS como el propuesto en el anterior documento, SIM7020, ++reconozco la existencia de el SIM800, sin embargo no lo recomiendo ya que este tiene acceso a las redes 2G las cuales son lentas y obsoletas para este tipo de trabajos(del tipo seguridad)++.
Para el segundo caso usaría sensores de humedad ambientales y ademas de suelo. Ya que las plantas son ++susceptibles a la humedad que se encuentra depositada en el aire y en la tierra del cultivo.++ Para esto puedo usar una red de sensores ubicados a lo largo del campo con un espaciado de 100 metros entre cada sensor.(para los de humedad en el aire). Y una red de sensores ubicada a lo largo del campo cada 50m para tener una mayor presión y un riego mas controlado y modulado.(sensores de humedad de tierra). 2 ejemplos de sensores son:
Aéreo: La linea de DHT (Se recomienda el **DHT11 **y DHT13)
Terrestre: HW103

Erik Antonio Ticonipa Quispe

Estudiante

¿Qué usarías para monitorear la posición GPS de un vehículo? - Arduino - Modulo GPS - SIM7020 ( opcionalmente dependiendo a disposición 2G - 3G - NB-IOT ) - Servidor Web ( Alojamiento de datos y pagina web )

¿Qué usarías para monitorear datos en campo? - Dispositivo en Campo - Arduino MKR 1300 - Arduino UNO con shield Compatible con LoraWAN - Sensor de Humedad - Gateway Raspberry Pi con Shield Compatible con LoraWan - Router o modulo de conexión a Internet como SIM7020 - Servidor Web ( Alojamiento de datos y pagina web )

Eduardo Alexeik Valdez Sanchez

Estudiante

Caso 1: LPWAN - Utiliza la red telefónica para poder comunicarse con cualquier nodo en términos prácticos es el que tendría mayor disponibilidad case de manera inmediata, el tema que tendríamos es si el vehículo transita por vías con canales saturados o en su defecto baja recepción, en ese caso se podría incluir un modulo LoRaWAN que si bien el ancho de banda para transmisión no es tan alto es efectivo para mandar una ubicación en caso de fallos, pero este ultimo es opcional. Caso 2: LoRaWAN - Tiene un alcance lo bastante amplio para poder cubrir largas distancias y debido a que en el campo no tenemos muchos ruidos por edificios o cableado es optimo para este funcionamiento, La batería es de larga duración si se administra de manera adecuada el envió de datos en este caso 4 veces al día, dependerá en gran medida de la programación y la administración de recursos en mi caso aislaría ambos circuitos uno para hacer la medición del clima y otro para enviar la información si en algún momento el que mide la temperatura deja de enviar la data se podría mandar algún mensaje de soporte.

Juan Sebastian Muñoz

Estudiante

Para el caso del camión con GPS utilizaría la tecnología GSM/GPRS, aprovechando la alta disponibilidad de la red y que en las ciudades el cubrimiento celular es bastante bueno, además que ofrece conectividad a Internet directa y una buena velocidad de transmisión para 3G o 4G.

Para el caso del campo creo que la tecnología ideal sería LoRaWAN pues está diseñada para transmisiones de largo alcance y pequeños paquetes de datos, además su bajo consumo energético garantiza la duración de la batería. También se podría aprovechar la ventaja de estar en campo abierto para diseñar un sistema de recarga de la batería por medio de energía solar.

Sergio Arturo Enriquez Nava

Estudiante

En el primer caso: LTE-M
Segundo caso: LoRa WAN

David Ivan Bustamante Peralta

Estudiante

En el caso del GPS que contenga un sistema de conexión envíe el paquete de datos de información de su posición por protocolo TCP/IP o MQTT y utilizando las conexiones 3G o 4G respecto a la red e infraestructura de la ciudad con una SIM m2m o IoT multicarrier . En la energía utilizaría la del camión y también un banco de baterías como respaldo.

En campo utilizaría LORA WAN en una topología punto- multipunto entre nodos y Gateway LORA WAN .configuraciones de SLEEP para eficiencia de baterías con un panel solar como generador de energía.

Alejandro Pastor Vargas

Estudiante

1) Red Celular (2G/3G/4G..etc)

2) Puede ser LoRa

Jefferson Alberto Tatamues Nazate

Estudiante

para hacer seguimiento al camión usaría módulo SIM y para hacer monitoreo en campo con dispositivos LORA

MARCO VINICIO GONZALEZ

Estudiante

) Monitoreo de un camión que surte dinero a cajeros automáticos. Esta aplicación la considero de alta prioridad, por lo que utilizaría una de las dos opciones 1. Un módulo NB LTE de celular grado militar ó 2. Dos módulos de propósito general tipo ARduino MKR NB 1500 para duplicar la información y mejorar la disponibilidad. Así también un monitoreo en tiempo real de la disponibilidad de cada mpodulo y de su conectividad a la señal de GPS, aparte del monitoreo en tiempo real cada 5 segundos de la posición GPS en coordenadas. En caso de usar dos módulos utilizaría un algoritmo para comparar las lecturas y determinar si la incertidumbre en las lecturas es mayor que lo normal, ya que es una tarea crítica. Utilizaría doble alimentación de energía, por parte de la batería del vehículo y en paralelo una batería extra que también estuviera monitoreada en tiempo real por los mismos dispositivos. Un valor de menor a 13.2 volts indica posible descarga. Este monitoreo en tiempo real se enviaría a una central de monitoreo para que sea grabada en una base de datos histórica y que cuente con un sistema de alarmas priorizados para poder atender cualquier emergencia, una alarma de alta prioridad sería qeu el algoritmo determine que la posición del vehículo se ha alejado de la ruta y una alarma de baja prioridad sería por ejemplo la detección de baja tensión en una de las baterías de alimentación. Los equipos serían instalados de tal manera que sea dificil su localización. La información de los módulos a la central de monitoreo debe ser encriptado y con un protocolo con detección de errores.

b) Monitoreo de un campo de cultivo. Datos de Humedad y de Temperatura. Esta tarea parece ser del tipo "no crítica". Se propone el uso de una tecnología LORA, se asume que se deben monitorear puntos a largas distancias. Por lo que se requiere gran penetración, bajo consumo energético y buena disponibilidad, sin exacerbar los costos de infraestructura, monitoreo y mantenimiento. Se puede usar el sistema de dos sensores para cada punto de medición, para asegurar la mpinima incertidumbre en la medición, solo duplicidad de sensores, no de módulos LORA. El proyecto parece ser apto para el uso de celdas fotovoltaicas y de baterías, las cuales deben, as su vez, ser monitoreadas. Para este proyecto, si asumo que son pocos datos y pocos reportes al dia (4 reportes por dia), asumo que no es necesario rentar una central de monitoreo y posiblemente mensajes por celular (SMS), WIFI y correo electrónico o algun otro medio simple de enviar la información sería suficiente.

Maday Choque

Estudiante

Para monitorear el camion en la ciudad usaria NB-IOT
Para monitorear datos en el campo LoraWan.

Cristhian Raúl Chura Fernández

Estudiante

Camion: Nb-Iot si estubiere disponible, o GPS-GPRS utilizando cualquier estructura celular disponible en mi lugar de residencia.

Huerto: Lora wan gracias a su bajo consumo de enegia en modo standby, y su largo alcance.

Miguel Diaz

Estudiante

Para el Primer Caso del Camion Usaria la Red Celular. Ya que la Velocidad y penetracion de NBIoT aun no estan bien disponible. Para el caso del Campo usario una conexion LoraWan

Julio Rios

Estudiante

Para el camion GPS, GPRS, 3G o 4G. Para monitorear información de campo Lora Wan

ACDP SAC

Estudiante

Con lo que conozco y se puede realizar es como shield gps de arduino para el caso 1 adpatandolo para que siempre este conectado a la red. Para el segundo caso se puede usar claramente el Xbee usando un sensor industrial con comunicación I2C o con trasmisión Rx.Tx.

Israel Barreras Apodaca

Estudiante

En el primer caso, optaría por utilizar la red celular, por su gran disponibilidad y cobertura, en el segundo buscaría implementar algo con LowEnergy, como puede ser LoRa o ZigBee ya que además no se necesita un ancho de banda muy grande.

Tomás González Domínguez

Estudiante

Caso GPS

Arduino Batería o punto de energia módulo GPS o SIM GPS con LoRa o 3G/4G

Caso Datos Campo

Arduino Batería o punto de energía módulo GPS o SIM GPS con LoRa o 2G/3G/4G (en mi país en el campo va mejor el 2G que el 3G, comprobado empirísticamente) 2 sensores de humedad de tierra 2 sensores de humedad de aire 2 depósitos de agua con riego de goteo 1 sensor para llenar a otro depósito (activador de grifo)

Agustin Isaias Salinas Quinteros

Estudiante

LPWAN Y LORaWAN

Luis Sebastian Gomez

Estudiante

Dentro de las múltiples posibilidades a utilizar dentro del desarrollo de ambos casos, lo ideal es utilizar dispositivos con tecnología LPWAN. Concretamente y para ambos casos: Caso 1: Utilizar tecnología de ++redes celulares++, y si existe el caso y disponibilidad ++NB-IoT++. Con estas tecnologías aseguramos cobertura constante y grandes cantidades de datos para ser transmitidos al servidor, en periodos consecutivos. Adicional y por obvias razones, utilizar un módulo GPS encargado de capturar la posición del vehículo (serian los datos enviados mediante la tecnología anteriormente descrita). Caso 2: En este caso ++LoRaWAN++ es lo mas ideal, puesto que el factor principal es la distancia a cubrir, en cuyo caso esta tecnología lo cubre perfectamente. Como la frecuencia de datos es realmente baja, y el uso de esta tecnología es de bajo consumo, se cumple una larga duración de la batería.

Luciano Gauchez

Estudiante

Podría utilizar LoRaWAN en el caso del camión pero puedo utilizar las redes celulares y aprovechar esa infraestructura. Para el campo si utilizaria LoRaWAN ya que ofrece todo lo que se necesita, largo alcance, bajo consumo y un bajo costo ya que si queremos podemos transmitir en una banda publica.

Jose Francisco Diaz Figueroa

Estudiante

Para datos de telemetría como en el segundo caso, la adopción de Sigfox es la opción ideal.

Conceptos Básicos

Protocolos de Comunicación en Hardware Libre con Arduino

Conceptos Básicos del Espectro Electromagnético y Radiofrecuencia

Clasificación de Frecuencias en el Espectro Electromagnético

Regulación y Uso de Bandas de Radiofrecuencia

Elementos de la Telecomunicación y su Analogía Humana

Sistemas de Comunicación: Semidúplex y Dúplex Completo

Clasificación de Conexiones de Red: Half y Full Dúplex

Cálculo de Potencia en Sistemas de Telecomunicaciones

Creación y Gestión de Bases de Datos SQL

Alto data rate

"Ancho de Banda y Tecnología Wi-Fi: Funcionamiento y Limitaciones"

Bluetooth: Conexiones, Usos y Seguridad en Redes Inalámbricas

Evolución y Funcionamiento de las Redes Celulares 1G a 5G

LPWANs

Redes de Largo Alcance y Bajo Consumo Energético

Implementación de Módulos NB-IoT y LTE-MTC para IoT

Introducción a LoRaWAN: Características y Usos en IoT

Reto 2