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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN DE VELOCIDAD, REGISTRO Y MONITOREO DE MOVIMIENTOS DEL DÍA PARA
UN VEHÍCULO DIESEL
ERIKA ANDREA CAJAMARCA RICO
JULIÁN ANDRÉS DÍAZ DÍAZ JAVIER EDUARDO QUIROGA RIVAS
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA ELECTRÓNICA
BOGOTÁ D.C. 2006
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN DE VELOCIDAD, REGISTRO Y MONITOREO DE MOVIMIENTOS DEL DÍA PARA
UN VEHÍCULO DIESEL
ERIKA ANDREA CAJAMARCA RICO
JULIÁN ANDRÉS DÍAZ DÍAZ
JAVIER EDUARDO QUIROGA RIVAS
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Electrónico
Asesor: GIOVANNI SÁNCHEZ PRIETO
Ingeniero Electrónico
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA ELECTRÓNICA
BOGOTÁ D.C. 2006
Nota de aceptación: ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________
___________________________________ Firma del presidente del jurado
___________________________________ Firma del jurado
___________________________________
Firma del jurado
Bogotá D.C. 30 de Mayo de 2006
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a todas las personas que nos apoyaron en el
transcurso de su desarrollo y a todos aquellos que incondicionalmente
aportaron valiosos conocimientos para su culminación, a la Universidad por
ser el centro de conocimiento y desarrollo, a todos los Docentes que durante
la carrera nos estructuraron a nivel personal y académico hacia una alta
ingeniería, también a nuestra Asesora Metodológica Patricia Carreño por su
valiosa colaboración y al ingeniero Giovanni Sánchez por su incondicional
apoyo.
Un agradecimiento especial a nuestras familias que nos ayudaron, apoyaron
y comprendieron durante este proceso.
AGRADECIMIENTOS
A Dios que me cuida y me guía. Agradezco a mi familia que ha sido una fuente de
apoyo incondicional, por ellos llego a esta etapa de mi vida y tengo la fuerza para
continuar mi camino. Gracias por sus consejos, cariño y compañía. A las
diferentes personas: amigos, compañeros y profesores que conocí a lo largo de la
carrera y me aportaron grandes cosas a nivel personal y profesional muchas
gracias.
Erika Andrea Cajamarca Rico Agradezco a Dios por darme la confianza y la voluntad de hacer las cosas por mi
mismo, a mis amigos de trabajo porque siempre están ahí donde más los necesito
y en especial el apoyo de mis padres porque gracias a ellos no me ha faltado
nada, quienes me ayudaron a cumplir mis metas y mis objetivos en la vida y sin
ellos no sería la persona que soy hoy.
Julián Andrés Díaz Díaz Agradezco a Dios que me da la fuerza y me permite llegar a esta etapa de mi
camino, brindándome salud y vida para estar otro día más frente al mundo; a mis
padres que me apoyaron durante todos esos duros y buenos momentos sin
importar las circunstancias, guiaron mi camino por el sendero de la verdad y me
enseñaron a creer que podemos lograr lo que queremos, pero para esto tenemos
que esforzarnos mucho que no todo es fácil en la vida y a todos mis amigos que
pese a los momentos difíciles, los verdaderos aún están, cuando más se
necesitaron.
Javier Eduardo Quiroga Rivas
CONTENIDO Pág.
INTRODUCCIÓN 18
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 19
1.1 ANTECEDENTES 19
1.1.1 Dispositivos pasivos sin comunicación 19
1.1.2 Comunicación vía radial o celular 19
1.1.3 Comunicación satelital 20
1.1.4 Acceso IP inalámbrico o wireless IP 20
1.1.5. La situación de América Latina 20
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 21
1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 21
1.4 JUSTIFICACIÓN 22
1.5 OBJETIVOS 23
1.5.1 General 23
1.5.2 Específicos 23
1.6 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO 24
1.6.1 Alcances 24
1.6.2 Limitaciones 24
2. MARCO DE REFERENCIA 25
2.1 MARCO CONCEPTUAL 25
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO 28
2.3 MARCO TEÓRICO 30
2.3.1 Sistema GPS 30
2.3.1.1 Estaciones terrenas 31
2.3.1.2 Segmentos del sistema GPS 32
2.3.1.3 Principios de funcionamiento del sistema GPS 33
2.3.1.4 Estructura de la señal GPS 36
2.3.1.5 Formatos estándar GPS 39
2.3.2 Bases de datos 43
2.3.2.1 Concepto 43
2.3.2.2 Sistema de gestión de la base de datos 43
2.3.2.3 Tareas del SGBD 44
2.3.2.4 Funciones de la base de datos 44
2.3.2.5 El administrador de la base de datos 46
2.3.2.6 Beneficios de la base de datos 46
3. METODOLOGÍA 48
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN 49
3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 49
3.3 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 49
3.4 POBLACIÓN Y MUESTRA 50
3.5 HIPÓTESIS 50
3.6 VARIABLES 50
3.6.1 Independientes 50
3.6.2 Dependientes 50
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 51
5. DISEÑO INGENIERÍL 53
5.1 ESPECIFICACIÓN DEL SISTEMA 53
5.2 SELECCIÓN DEL HARDWARE 55
5.2.1 Selección del receptor GPS 55
5.2.1.1 Receptores GPS preseleccionados: 55
5.2.1.2 Receptor seleccionado: 58
5.2.1.3. Características técnicas del receptor A1029-B 60
5.2.2 Selección de la antena GPS y características técnicas 62
5.2.3 Selección del microcontrolador 65
5.2.3.1 Microprocesadores preseleccionados 67
5.2.3.2 Microcontrolador Seleccionado 74
5.2.4 Selección de memoria 75
5.2.5 Selección de batería 76
5.2.6 Selección de dispositivos de visualización 77
5.3 SELECCIÓN DEL SOFTWARE 79
5.3.1 Selección del programador del microcontrolador 79
5.3.1.1 Lenguajes de programación preseleccionados 79
5.3.1.2 Programa del microcontrolador seleccionado 80
5.3.2 Selección del protocolo de comunicación 81
5.3.3 Selección del software para el entorno con el usuario 82
5.3.4 Selección del lenguaje de las bases de datos 83
5.3.4.1 Selección de sistema de administración de BD. 86
5.4 DESARROLLO DEL SISTEMA 88
5.4.1 Comunicación del GPS con el HyperTerminal 88
5.4.2 Transmisión de los datos del GPS al computador a través 90
del microcontrolador
5.4.3 Almacenamiento de los datos del GPS en la memoria 91
RAM del microcontrolador
5.4.4 Envío de datos de configuración al GPS 93
5.4.5 Procesamiento de la información por el PIC y 97
visualización en la LCD.
5.4.6 Almacenamiento en la memoria flash EEPROM 99
5.4.7 Desarrollo del programa del microcontrolador 102
5.4.8 Realización de los programas de almacenamiento de 105
datos en el computador
5.4.9 Programa del almacenamiento de datos en el PC 112
5.4.10 Especificaciones del sistema 117
5.4.11 Esquemático del sistema 118
5.4.12 Pistas 120
CONCLUSIONES 121
RECOMENDACIONES 123
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 124
ANEXOS 126
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Características del receptor GPS 60
Tabla 2. Descripción de los pines del receptor A1029-B 62
Tabla 3. Características técnicas de la antena GPS 64
Tabla 4. Características de microcontroladores familia 18F 73
Tabla 5. Especificaciones técnicas de la batería de reserva 77 Tabla 6. Mensajes NMEA utilizados 96 Tabla 7. Distribución de caracteres de la LCD 98 Tabla 8. Tablas de bases de datos 110
LISTA DE FIGURAS Pág.
Figura 1. Estaciones terrenas 31 Figura 2. Segmentos GPS 33 Figura 3. Posicionamiento del sistema GPS 34
Figura 4. Cálculo de la distancia del satélite 35 Figura 5. Medida de la distancia a los satélites 36 Figura 6. Señales GPS del satélite 37 Figura 7. Estructura de una base de datos 43 Figura 8. Diagrama del sistema 54
Figura 9. Receptor Lassen SK II de Trimble 56 Figura 10. Receptor GPS A1029-B 58 Figura 11. Encapsulado del receptor A1029-B 61 Figura 12. Perspectiva mecánica del receptor GPS 61 Figura 13. Antena para GPS 63 Figura 14. Diagrama de pines PIC 18F452 72 Figura 15. Pantalla de cristal líquido 78 Figura 16. Display 78
Figura 17. Formato de base de datos en Microsoft Access 85 Figura 18. Receptor GPS empotrado en la placa de interconexión 88 Figura 19. Configuración del Hyperterminal para recibir datos del GPS 89 Figura 20. Tramas de datos en NMEA 0183 visualizados 90
Figura 21. Diagrama transmisión de datos 91 Figura 22. Diagrama de almacenamiento de datos en memoria RAM 92
Figura 23. Visualización de caracteres a través de la LCD 98 Figura 24. Etapas del software 105
Figura 25. Formulario de inicio de sesión 105
Figura 26. Página principal 106
Figura 27. Formulario de inscripción de vehículos 106
Figura 28. Formulario de eventos 108
Figura 29. Módulo de usuarios 108
Figura 30. Formulario de permisos 109
Figura 31. Línea de comandos MySQL 111
18
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo A RESOLUCIÓN 1122 DE 2005 (26 de Mayo de 2005) 126
Anexo B DECRETO NÚMERO 1360 DE 1989 131
Anexo C Esquemático de la placa de interconexión de dispositivos 134 Anexo D Código fuente 135
Anexo E DECRETO 1137 DE 1996 141 Anexo F Cronograma 154
19
GLOSARIO
ALMANAQUE: información enviada de forma periódica por los satélites de la
constelación, informando sobre ellos mismos y el resto de satélites miembros del
sistema, etc.
BASE DE DATOS: conjunto de datos estructurados para permitir su almacenamiento,
consulta y actualización en un sistema informático.
COLD START: proceso de recepción de información de los satélites al receptor, si la
unidad GPS tiene un almanaque válido tan solo deberá recibir las efemérides de los
satélites, transmitiendo a 50 bps.
CONSTELACIÓN: el conjunto de los 24 satélites GPS. También el conjunto de satélites
de la constelación visibles desde una posición dada.
COORDENADA X: distancia hacia el este o el oeste desde el meridiano de zona.
COORDENADA Y: distancia hacia el norte o el sur, de un punto de referencia fijado. El
sistema UTM utiliza el ecuador como referencia.
DOP: (pérdida de precisión) análisis de la geometría de satélites y su impacto en la
precisión, el receptor mide distintos factores que disminuyen la precisión de la posición
y los suma para averiguar el error de un cálculo de posición.
EFEMÉRIDES: información enviada por los satélites, dando la posición precisa de los
mismos. Esta información cambia frecuentemente, siendo actualizada por las
estaciones de seguimiento en Tierra.
20
FIX: una "posición" proporcionada por una unidad GPS. Es decir, cada una de las
medidas de posición proporcionadas.
GEOMETRÍA DE LOS SATÉLITES: es la posición de los satélites en relación con su
posición sobre la Tierra; se tiene una geometría ideal cuando un satélite está en la
vertical del observador y los otros dos repartidos homogéneamente alrededor del
horizonte
GLONASS: es el equivalente ruso del GPS de los Estados Unidos. Su nombre
completo es Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema.
GPS: acrónimo de sistema de localización global; hace referencia a un sistema
mediante el cual es posible estimar las coordenadas actuales de una estación en tierra
mediante la recepción simultánea de señales emitidas por varios satélites, llamados
constelación GPS.
HOT START: descarga de información de los satélites, si la unidad GPS tiene un
almanaque, unas efemérides actualizadas y un tiempo local razonablemente preciso.
L1 Y L2: las señales satelitales se transmiten en dos frecuencias de radio conocidas
como L1 y L2, cuyas frecuencias respectivas son 1575,42 MHz y 1227,6 MHz.
MODO 2D: navegación en 2 dimensiones; latitud y longitud, el receptor sólo puede
captar 3 satélites, por tanto, no puede proporcionar la altitud. Puede haber un error
sustancial en las coordenadas horizontales obtenidas.
MODO 3D: navegación en 3 dimensiones; latitud, longitud y altura, que el receptor
puede captar de 4 satélites. Proporciona altitud además de coordenadas horizontales.
NMEA: acrónimo para Asociación Electrónica Marítima Nacional, los protocolos NMEA
especifican el tipo y orden de los datos enviados y recibidos por el equipo de
21
navegación. Si dos elementos del equipo usan este protocolo, se entenderán y podrán
operar conjuntamente.
RS-232: es un tipo estándar de conexión a un computador, es un puerto en serie que
permite la comunicación entre un PC y un receptor.
TIEMPO UNIVERSAL COORDINADO (UTC): es esencialmente el tiempo medio en
Greenwich. El tiempo GPS, mantenido por los satélites, es convertido a UTC dentro del
receptor.
TTFF: acrónimo para “tiempo para la primera posición” , es la cantidad de tiempo que
necesita un receptor para fijar la primera posición después de varios meses de estar
apagado, de haber perdido la memoria o de haber sido desplazado más de 480
kilómetros del lugar en el que funcionó por última vez. Antes de que el receptor pueda
calcular su posición, necesita descargar toda la información de posición de cada
satélite.
WARM START: si la unidad GPS tiene un almanaque y unas efemérides recientes
(menos de cuatro horas), necesita obtener una referencia de tiempo y sincronización
con la transmisión de "espectro ensanchado" de los satélites.
22
INTRODUCCIÓN
Los impactos producidos por los excesos de velocidad han sido objeto de diferentes
estudios realizados por entes internacionales y nacionales como el “fondo de
prevención vial” que busca disminuir la tasa de accidentalidad en las grandes urbes y
aunque en Colombia se presente una reducción de mas del 32% en los índices de
mortandad y de morbilidad no es una cifra aceptable; esto concluye en la necesidad de
apoyar diferentes gestiones en la lucha contra la accidentalidad, realizar estrategias
publicitarias e innovaciones tecnológicas que puedan concientizar a las personas del
manejo adecuado de la velocidad en las vías.
Desde finales del 2005, se ha adoptado un nuevo sistema de control de tránsito
vehicular en Colombia, que consta de un dispositivo que registra excesos de los límites
de velocidad establecidos a través de dos mecanismos: el primer sistema consta una
máquina de fotos conectadas a un radar que funciona como un efecto de rebote y el
segundo es de un dispositivo que mide y registra las velocidades del vehículo.
El proyecto de grado se basa en el diseño e implementación de un sistema de medición
de velocidad, registro y monitoreo de movimientos del día, para un vehículo diesel; el
diseño utiliza una placa GPS (Sistema de Posicionamiento Global) para la etapa de
adquisición de datos, procesamiento de la información en un microcontrolador, pantalla
digital para la visualización de los mismos y la entrega de un reporte diario a través del
puerto RS -232 para el análisis posterior, el diseño es adaptable a los diferentes tipos
de vehículos de transporte de carga y pasajeros, dando paso a una perspectiva
estratégica para el rendimiento de la empresa a nivel de competitividad.
19
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES Las alternativas tecnológicas para el control de flotas, son variadas y dependen de: la
naturaleza del negocio en el que se participa; del tamaño de la empresa y la
importancia de hacer gestión en tiempo real de la flota.
Pudiendo ir desde el proceso más complejo como es la transferencia de datos vía
satélite, hasta el más simple, como es el traspaso de los datos registrados una vez que
el móvil regresa a la central. Existe un desarrollo en las propuestas de sistemas de
control de velocidad a nivel mundial que agregan componentes de monitoreo,
seguimiento y almacenamiento de datos, los siguientes son los más aplicados hacia el
control y monitoreo de flotas:
1.1.1 Dispositivos pasivos sin comunicación. Se adosan adecuadamente al
vehículo y almacenan cada cierto intervalo de tiempo programable, la ubicación exacta
(latitud, longitud y altura), rumbo y velocidad del vehículo, indicando la fecha y hora del
registro. Estos datos son analizados posteriormente en la central cuando el vehículo
regresa y deben ser descargados directamente desde el dispositivo, ya que éste no se
comunica de ninguna forma con la central de control.
1.1.2 Comunicación vía radial o celular. Ambas implementaciones efectúan la
transmisión de datos a la central, cada cierto intervalo de tiempo preprogramado, según
sean las necesidades de gestión de la flota. Esta comunicación la efectúa directamente
el equipo sin intervención alguna del conductor y es recibida directamente por la
aplicación que controla al móvil. 1.1.3 Comunicación satelital. El dispositivo ubicado en el vehículo transmite la
información a una red de 24 satélites y de allí a una estación terrena, que se encarga
de hacer llegar la información hasta la central de control.
1.1.4 Acceso IP inalámbrico o wireless IP. La tecnología WAP (Wireless Application
Protocol) o Protocolo de Aplicaciones Inalámbricas, para la comunicación de datos.
20
Esta tecnología permite acceder a los servicios y contenidos de Internet a través de
conexiones inalámbricas. Otra alternativa es utilizar telefonía IP, para el envío de datos. 1.1.5. La situación de América Latina. Los primeros pasos se dieron con la
incorporación de las empresas de transporte a Internet, luego vinieron las bolsas
electrónicas de carga y finalmente la incorporación de tecnología que permita la gestión
de flotas, un proceso que ya comenzó a implementarse en las grandes capitales y
compañías de América Latina.
En Colombia, se han implementado diferentes sistemas, la mayoría utilizan sensores de
efecto hall (arreglo mecánico) para control de velocidad exclusivamente y módulos con
GPS para control de movimientos. Actualmente existe un proyecto realizado por la
empresa ECCEL llamado SMARTCAR que es un control de flotas por medio del
sistema IEE, estas son sus características:
• El sistema IEE (Intelligent Event Engine System), permite personalizar por medio de
128 Eventos, la operación de la flota.
• Creación de reportes inteligentes, por tiempo, por distancia, por zonas y regiones
geográficas, límites de velocidad, curso, ignición, horarios de trabajo.
• Control inteligente de 32 Zonas y 64 Puntos para controlar el paso, por puntos
virtuales y controlar áreas de operación, rutas.
Otro sistema llamado SMARTBUS, Es un medidor de velocidad basado en tecnología
GPS, usado para el control de velocidad de vehículos.
• Incluye una matriz con led de distintos colores que indican en verde la velocidad
normal, en amarillo que esta llegando al límite y en rojo los sobrepasos.
• Cuenta con una memoria desde 128k hasta 2mb de almacenamiento de
información.
• El usuario puede descargar la información por medio del puerto serial, un modulo
Bluetooth o con tecnología GPRS/CDMA/iDEN.1
1 Eccel ingeniería; http://www.eccel.net/inicio_exp.htm [citado 04/04/06 14:30]
21
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Alta tasa de accidentalidad en el país debido a los excesos de velocidad.
Falta de control sobre el recorrido de los vehículos de transporte pesado y el monitoreo
del cumplimiento de las normas viales a nivel de comportamiento y velocidad que
desempeñe el mismo.
La falta de seguridad al definir los datos que se almacenan y la velocidad que se
registra, ya que no se cuenta con un control real en la manipulación de estos
dispositivos por parte de los conductores.
Las pérdidas económicas que tienen las empresas por excesivos comparendos y la
mala gestión de los conductores en el cumplimiento del trabajo, generando desgastes
prematuros en las carrocerías.
1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo diseñar e implementar un sistema que supervise la medición de velocidad,
registro y monitoreo de movimientos del día para un vehículo diesel, entregando un
informe útil a su controlador y dando cumplimiento a la normatividad vial?
22
1.4 JUSTIFICACIÓN Desde el punto de vista del dueño de la carga, el transporte ya no puede ser visto como
un componente de cadena logística que funciona como caja negra, por el contrario, el
transporte debe recibir y suministrar información fluida a los otros eslabones de la
cadena, para mejorar los tiempos, economizar gastos de mantenimiento por desgastes
debidos al exceso de velocidad, aumentar el rendimiento y garantizar un respaldo
logístico y tecnológico para la empresa, con un producto competitivo globalmente.
Actualmente las empresas que manejan vehículos dentro de su operación, necesitan un
cubrimiento total de los trayectos realizados por estos y una renovación tecnológica
puede ser la solución que asegure el control, ahorro, seguridad y cumplimiento.
Es por esto que, se busca la implementación de un sistema de medición de velocidad,
visualización digital de la misma y registro de actividades de los movimientos de un
vehículo diesel, para ofrecer al mercado del transporte un dispositivo que suministre
información a los controladores de flota para mejorar la productividad de las empresas
ofreciéndoles una mayor rentabilidad.
23
1.5 OBJETIVOS 1.5.1 General Diseñar e implementar un sistema que mida y visualice velocidades de vehículos diesel,
active alarmas visuales y sonoras, en caso de presentarse velocidades máximas
estipuladas por ley y almacene las actividades diarias de los vehículos entregando un
informe con estadísticas útiles al usuario.
1.5.2 Específicos
• Analizar el funcionamiento de los diferentes sistemas de medición de velocidad
que existen y cómo se han implementado.
• Adaptar una tarjeta GPS (Sistema de Posicionamiento Global) para la
adquisición de datos.
• Seleccionar y analizar los componentes que tengan mejor desempeño para
visualizar la velocidad del vehículo.
• Diseñar un software que capture los datos del GPS, los compare, los procese y
los almacene en una memoria.
• Programar un sistema de almacenamiento para que registre los diferentes
movimientos y sobrepasos de velocidad del vehículo.
• Implementar un sistema de auto-carga para que el dispositivo no pueda ser
alterado por el usuario.
• Diseñar e implementar el prototipo final que acople las diferentes etapas del
proyecto en un sistema único.
• Realizar pruebas de fallas a cada etapa del proyecto.
24
1.6 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
1.6.1 Alcances En este proyecto se tienen contempladas las etapas de diseño e implementación de un
dispositivo que controle y registre los excesos de velocidad e indique con alarmas
visuales y auditivas el incumplimiento de la misma.
Además se registrarán y almacenarán: cada 15 minutos los datos de posición y
velocidad del vehículo diesel y los sobrepasos de velocidad mayores a 80 km/h por
más de un minuto; a través del puerto RS-232 se transmitirá a un PC los datos
almacenados que se filtrarán a través de un programa que entregará estadísticas de
posición útiles al controlador de la flota.
Este diseño busca dar una solución tecnológica a pequeñas y medianas empresas que
quieren tener un respaldo y controlar los vehículos de una forma más económica.
Es importante resaltar que el proyecto no contempla la realización de mapas digitales
para la ubicación de móviles ni el cumplimiento de la resolución 1122 de 2005, sino que
constituye un complemento de la misma, dirigido a las pequeñas y medianas
empresas.
1.6.2 Limitaciones Los componentes utilizados para este dispositivo no se consiguen en Colombia, por
tal razón hay que importarlos, proceso que demora la implementación y pruebas
para los diferentes dispositivos. No hay soporte técnico de los equipos dentro del país, lo que conlleva un tiempo
de pruebas más largo, ya que se debe realizar todo el proceso para determinar las
diferentes variables, formatos y conexiones incluidas en el sistema.
25
2. MARCO DE REFERENCIA 2.1 MARCO CONCEPTUAL En el proyecto se utilizan diferentes elementos dentro de los cuales se encuentra una
placa GPS (Sistema de Posicionamiento Global), sistema que permite determinar en
todo el mundo la posición de una persona o un vehículo. Este sistema es hoy en día
uno de los controles más usados por muchas empresas, para llevar registro de sus
flotas y así realizar estadísticas que ayuden a mejorar el desempeño de la empresa.
Por otra parte la etapa de visualización es muy importante y es por eso que se utiliza
una pantalla digital que está formada por 2 o más displays, las cuales sirven para
visualizar letras o números, esta tiene múltiples aplicaciones como por ejemplo la de
visualizar la velocidad a la que va un vehículo, además se puede usar una pantalla de cristal líquido LCD que permite visualizar mensajes de texto como la posición, sentido
y velocidad de un vehículo fácilmente. Otra forma de persuadir al usuario diferente a la
ya mencionada es a través de un dispositivo sonoro que puede emitir una señal
sonora cuando se hace corto en sus terminales, pudiéndose utilizar para indicar
alarmas como el sobrepaso de cierta velocidad estipulada.
Otro aspecto importante en el desarrollo del sistema es el almacenamiento de los datos
es por esto que se hace necesario el uso de una memoria que es un sistema de
almacenamiento de información usada para grabar datos que contengan información de
carácter importante, como pueden ser los eventos en que un vehículo excede la
velocidad permitida, también para guardar los movimientos hechos en el transcurso del
día, posición, etc.
26
Para poder conectar las etapas del hardware del sistema con el software se hace
necesario el uso de protocolos, estos son el conjunto de reglas que controlan la
secuencia de mensajes ocurridos durante una comunicación entre entidades que
forman una red. Con este lenguaje es con el cual se entienden el sistema de medición
de velocidad y el computador con el fin de trasmitir los reportes hechos y hacer
estadísticas. Con los datos registrados y almacenados en el PC es necesario darles un
tratamiento a los mismos a través de las bases de datos que son un conjunto de datos
pertenecientes al mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su uso
posterior. En este sentido, el número de registros de flota se considera como una base
de datos compuesta en su mayoría por sobrepasos de velocidad y diferentes posiciones
del vehículo con su respectiva hora de inicio.
Para este proyecto se hace necesaria la utilización de lenguajes de programación, son una técnica estándar de comunicación, permiten expresar las instrucciones que han
de ser ejecutadas en una computadora. Esta es la forma de decirle al microcontrolador
las funciones a realizar y la forma de procesamiento de la información por medio de los
lenguajes existentes para la programación como ASM, C++, etc. Estos tienen rutinas
encargadas de ejecutar una función o una orden. La comunicación del dispositivo con
el computador se realiza a través del puerto serial que es una interfaz de
comunicaciones entre ordenadores y periféricos en donde la información es transmitida
bit a bit enviando un solo bit a la vez. La ventaja de usar este puerto es que la
información llega en orden esto ayuda a que el programa sea mas rápido tenga menos
líneas de programación
Otra herramienta importante para una empresa es el uso de gráficas y estadísticas,
estas permiten ver el desarrollo y evolución de la misma, para ello se descargará la
información de la memoria al computador, esta será administrada por MySQL programa
gratuito para almacenar y administrar bases de datos que es la colección de
información organizada y relacionada entre ella. En esta se van a almacenar todos los
27
registros de los movimientos hechos por el vehículo, donde se van a filtrar para así
poder sacar conclusiones y estadísticas para obtener un mejor desempeño de la
empresa. Esta consta de filas y columnas para que se puedan cruzar y así ubicar el
dato específico en una celda (intersección entre una fila y una columna). Cada celda
será una parte de la trama enviada por el GPS hasta quedar en varias celdas, así se
pueden observar los datos en forma ordenada y fácil para el usuario, simplemente es
cruzar la fila con su respectiva columna para ubicarse en la celda correcta. Este
conjunto de celdas forman una tabla esta es la recopilación de datos bien estructurados
y fáciles de interpretar de las que se vale el estadístico para sintetizar los datos
obtenidos con el fin de hacer un uso sencillo de ellos o bien para darlos a conocer de
forma comprensible. Este consta de filas, columnas, celdas, campos, atributos y
dominios. Aquí es donde se observarán todos los datos obtenidos del GPS ordenados
de tal forma que el usuario final fácilmente observe los resultados. En esta se
encuentran los registros que son la información arrojada por la memoria, es decir las
tramas del GPS.
La alimentación constante del dispositivo es una de las etapas más importantes del
proyecto por esto es necesario la implementación de un sistema de auto-carga que permite tener una alimentación de reserva en caso de falla en el suministro principal de
energía, el cual vuelve y se carga sin necesidad de cambiar la batería. Esto permite
alimentar siempre el sistema de medición de velocidad sin perder el registro de los
movimientos hechos por el vehículo en caso de ser desconectado.
28
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO a) Marco legal respecto al transporte y tránsito terrestre: LEY 769 DE 2002 (agosto 6)
Por la cual se expide el Código Nacional de Tránsito Terrestre y se dictan otras
disposiciones.
REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE TRANSPORTE RESOLUCIÓN 1122 DE 2005 (26 de Mayo de 2005) “Por la cual se establecen medidas especiales para la prevención de la
accidentalidad de los vehículos de transporte público de pasajeros y se deroga la
Resolución No. 865 de 2005 y los artículos 1, 2 y 3 de la Resolución No. 4110 de
2004.”
Ver anexo A.
b) Marco legal respecto al desarrollo de software: DECRETO NÚMERO 1360 DE 1989
“Por el cual se reglamenta la inscripción del soporte lógico (software) en el Registro
Nacional del Derecho de Autor.”
Ver anexo B.
29
c) Marco legal respecto al sistema GPS: Respecto a lo relacionado con señales satelitales incidentales tales como la del Sistema
GPS, el Ministerio de Comunicaciones se encuentra realizando los diferentes estudios
técnicos y jurídicos del caso, por tanto, no hay a la fecha ningún tipo de normatividad
expedida al respecto.
No obstante, cualquier empresa que haga uso del sistema GPS con fines lucrativos,
debe acogerse a lo estipulado en el Decreto 1137 de 1996 ya que se considera que
está desarrollando labores de proveedor de segmento espacial.
DECRETO 1137 DE 1996 “Por el cual se reglamenta la administración, asignación y gestión del espectro
electromagnético atribuido a la radiocomunicación espacial, para ser utilizado por las
redes satelitales, incluido el segmento espacial y el segmento terreno”
Ver anexo E.
30
2.3 MARCO TEÓRICO 2.3.1 Sistema GPS “El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema diseñado por el
Departamento de defensa de los Estados Unidos con fines militares para proporcionar
estimaciones precisas de posición, velocidad y tiempo a inicios de 1970; operativo
desde 1995 utiliza conjuntamente una red de ordenadores y una constelación de 24
satélites para determinar por triangulación, la altitud, longitud y latitud de cualquier
objeto en la superficie terrestre”2, para asegurar un continuo cubrimiento del mundo. Se
ubicaron cuatro satélites GPS en cada una de las seis orbitas planas.
Satélites GPS:
Nombre: NAVSTAR
Fabricante: Rockwell International
Altitud: 10,900 millas náuticas
Peso: 1900 lbs (en órbita)
Tamaño: 17 pies con paneles solares extendidos
Período orbital: 12 horas
Orbitas planas: 55º latitud al plano ecuatorial
Tiempo estimado: 7.5 años
Constelación actual: 24 satélites de producción Block II
Futuros satélites: 21 Block IIrs desarrollados por Martín Marieta
2 FRP, U.S. Federal Radionavigation Plan, 2005,
http://www.navcen.uscg.gov/pubs/frp2005/2005%20FRP%20WEB.pdf [citado 01/04/06 10:30]
31
2.3.1.1 Estaciones terrenas
Estas monitorean los satélites GPS, su operación y posición en el espacio. La estación
principal transmite correcciones de las constantes de efemérides del satélite, estos
pueden incorporar estas actualizaciones en las señales que envían a los receptores
GPS. Hay 5 estaciones de monitoreo: Hawai, Isla Ascensión, Diego García, Kwajalein,
y Colorado Springs (Figura 1).
El segmento de control de un GPS consta de una MSC estación de control maestro que
opera el sistema y provee comandos y funciones de control para el control y el
mantenimiento de la constelación de satélites, una red de estaciones de monitoreo
mundial y estaciones de control terrenas.
Figura 1. Estaciones terrenas.
Imagen de fondo: http://go.hrw.com/atlas/span_htm/world.htm
Cada estación de monitoreo cuenta con receptores GPS de alta calidad y dos relojes de
Cesio que entregan al sistema GPS el tiempo en cada estación de monitoreo; las
estaciones continuamente realizan mediciones del seudo rango para el seguimiento
32
continuo de todos los satélites GPS a la vista, estos datos son usados para actualizar
los datos de posición en órbita estimada de los satélites a la estación de control
maestro; algunas estaciones de monitoreo cuentan con antenas terrenas para
actualizar la información de los satélites GPS.
2.3.1.2 Segmentos del sistema GPS GPS consta de tres segmentos básicos: segmento espacial, segmento de control y
segmento de usuario (Figura 2); el segmento espacial está formado de una
constelación de 24 satélites GPS con una órbita de 26.560 km de radio y un período de
12 horas, cada satélite transmite una señal la cual tiene una serie de componentes: dos
ondas seno (frecuencias portadoras), dos códigos digitales y un mensaje de
navegación. Los códigos y el mensaje de navegación son sumados a las portadoras
como modulaciones binarias bifásicas. Las portadoras y los códigos son usados
usualmente para determinar la distancia desde el receptor del usuario a los satélites
GPS. El mensaje de navegación contiene otra información, las coordenadas (la
locación) de los satélites como una función de tiempo. Las señales transmitidas son
controladas por relojes atómicos a bordo de los satélites.
El segmento de control del sistema GPS consiste de una red a nivel mundial de las
estaciones monitoras encargadas de mantener en órbita los satélites y supervisar su
correcto funcionamiento, tres antenas terrestres que envían a los satélites las señales
que deben transmitir y una estación de control maestro (MCS), localizada en Colorado
Springs en Estados Unidos que supervisa todas las operaciones.
La primera tarea del segmento de control es rastrear los satélites GPS en función de
determinar y predecir la ubicación, integridad, desempeño de los relojes atómicos,
datos atmosféricos, calendario del satélite y otras consideraciones. Esta información es
puesta y enviada a los satélites GPS a través de la banda S.
33
El segmento de usuario formado por las antenas y los receptores pasivos situados en
tierra, con un receptor GPS, conectado a una antena GPS, un usuario puede recibir las
señales GPS, las cuales pueden ser usadas para la determinación estimada de la
posición y el tiempo en cualquier lugar del mundo, la señal está disponible para
cualquier persona y sin ningún recargo.
Figura 2. Segmentos GPS.
Fuente: Ahmed, El Rabbany. The global positioning system.
2.3.1.3 Principios de funcionamiento del sistema GPS
La base del GPS es la triangulación o trilateración de los satélites: Donde la posición se
calcula midiendo la distancia entre el receptor y los satélites (Figura 3); esta medición
es llamada “rango” y matemáticamente son necesarios cuatro rangos de satélite para
determinar la posición exacta.
34
Figura 3. Posicionamiento del sistema GPS.
Fuente: Ahmed, El Rabbany. The global positioning system.
Para “triangular”; un receptor GPS mide distancias usando el tiempo de propagación de
las radio señales: La distancia entre el receptor GPS y un satélite se mide multiplicando
el tiempo de vuelo de la señal emitida desde el satélite por su velocidad de propagación
(la velocidad de la luz) (Figura 4).
Para la medición del tiempo de vuelo de la señal deben estar sincronizados los relojes
de los satélites y de los receptores, ya que deben generar el mismo código
simultáneamente. Las distancias con errores debidos al sincronismo se denominan
seudo distancias, este tipo de errores hace necesario el uso de mínimo cuatro satélites,
para una buena estimación, la distancia de un satélite está determinada por la medición
de cuánto tarda una señal de radio desde el satélite hasta el receptor, para hacer la
medición se asume que ambos (satélite y receptor) están generando el mismo código
seudo aleatorio al mismo tiempo,
La sincronización es difícil, además son necesarios relojes exactos para medir el tiempo
de recorrido, sobre el receptor ese tiempo es acerca de 0.06 segundos, la diferencia en
35
sincronización del receptor menos el tiempo del satélite es igual al tiempo de vuelo de la
señal.
Figura 4. Cálculo de la distancia del satélite.
Fuente: http://www.trimble.com/gps
El código seudo aleatorio surge de la necesidad de calcular las seudo distancias a
pesar del ruido de fondo inherente del planeta en la banda de radio, una señal de GPS
debe pasar a través de las partículas cargadas de la ionosfera y luego a través del
vapor de agua en la troposfera, esto retrasa la señal creando el mismo tipo de error de
relojes imprecisos, este ruido está formado por una serie de pulsos aleatorios, por lo
que es necesario desarrollar el código seudo aleatorio artificial como patrón de
fluctuaciones.
Cuando el código PRN es transmitido desde el satélite el receptor genera una replica
exacta de este código3 con base en esta sincronización, el receptor calcula la distancia
realizando un desplazamiento temporal de su código seudo aleatorio hasta lograr la
coincidencia con el código recibido, este desplazamiento corresponde al tiempo de
vuelo de la señal (Figura 5).
3 Wells, D.E., et al., Guide to GPS Positioning, Fredericton, New Brunswick: Canadian GPS Associates, 1987.
Velocidad x Tiempo = Distancia
36
Este proceso se realiza de forma automática, continua e instantánea en cada receptor.
Esta combinación lineal elimina los errores del satélite y del receptor, cada satélite tiene
su propio código PRN, estos códigos permiten controlar el acceso al sistema de
satélites, pudiéndose cambiar en casos extremos.
Figura 5. Medida de la distancia a los satélites.
Fuente: http://www.trimble.com/gps
2.3.1.4 Estructura de la señal GPS Cada satélite de GPS transmite un señal de microonda compuesta de dos frecuencias
portadoras (ondas seno) moduladas por dos códigos digitales y un mensaje de
navegación4 (Figura 6).
El receptor GPS calcula la correlación entre el código recibido y el código del satélite
cuya señal pretende detectar, de esta forma separa las señales de los diferentes
satélites y obtiene el retardo temporal La señal GPS está compuesta de:
Frecuencia fundamental, 0f = 10.23 MHz
Frecuencia L1 nominal = 154 * 0f = 1575.42 MHz
Frecuencia L2 nominal = 120 * 0f = 1227.6 MHz 4 El-Rabbany, A., “Introduction to GPS: The Global Positioning System”, Artech House, Boston, 2002 .
37
Tasa de chips del código P = 0f
Tasa de chips del código C/A = 100f
Tasa del símbolo del código de encriptación = 200f
Tasa de datos de telemetría = 50 Hz
Figura 6. Señales del satélite GPS.
Cada código consiste de una trama de dígitos binarios comúnmente conocidos como
códigos PRN, porque lucen como señales aleatorias pero en realidad son generados
usando un algoritmo matemático; luego el código C/A es modulado sobre la portadora
L1 únicamente mientras el código P es modulado sobre ambas portadoras L1 y L2, esta
modulación es llamada bifásica, debido a que la fase de la portadora, varía de uno a
cero o viceversa a los 180º. La frecuencia portadora L1 transmite los códigos C/A y P y
L2 transmite información militar modulada en código P; La longitud de onda de estas
portadoras es de aproximadamente 19 cm para L1 y 24.4 cm para L2.
Portadora L1 1.575.42 MHz
Código C/A 1.023 MHz
Datos de Telemetría
Código P 10.23 MHz
Portadora L2 1.227.6 MHz
Mixer
Módulo 2sum
Señal L1
Señal L2
38
El código seudo aleatorio transmitido se compone de tres tipos de cadenas:
• El código C/A (Coarse/Acquisition), es una trama de 1.023 Mbps, la duración de un
bitio es aproximadamente de 1 ms, a cada satélite se le asigna un código C/A único el
cual capacita los receptores de GPS para identificar los códigos de los diferentes
satélites, el rango de medición es menos preciso comparado con el código P.
• El código P (Precision Code), es una secuencia muy larga de dígitos binarios que se
repiten después de 266 días5 con frecuencia 10 veces superior al código C/A, cada
satélite transmite un segmento único por semana del código, el cual es inicializado cada
semana, los segmentos restantes son reservados a otros usos, este código fue
designado inicialmente para usos militares únicamente, desde el 31 de enero de 2004
está disponible para todos los usuarios.
• El código Y: el código P fue encriptado agregándole un código desconocido W
teniendo como resultado el código Y el cual tiene la misma rata del código P, este
código es conocido como anti engaños 2.
El satélite transmite además una señal de 50 Hz (tasa de datos de telemetría), en
ambas portadoras L1 y L2, que incluye:
Efemérides (parámetros orbitales del satélite)
Información del tiempo (horario) y estado del reloj del satélite.
Modelo para corregir errores del reloj del satélite y los producidos por la
propagación en la ionosfera y la troposfera.
Información sobre el estado de salud del satélite.
Almanaque, que consiste en información de los parámetros orbitales
(constelación de satélites).
5 Hoffmann – Wellenhof, B., H. Linchtenegger, y J.Collins, Global Positioning System: Theory and practice, 3ra ed., NewYork: Springer – Verlag, 1994.
39
2.3.1.5 Formatos estándar GPS Debido al creación de diferentes formatos usados por los fabricantes de GPS, la
combinación de datos y la interfaz de diferentes receptores era una complicación, de allí
surge la idea de estandarizar formatos de acuerdo con las necesidades del usuario,
como: RINEX, NGS-SP3, RTCM SC-104 y NMEA0183.
a) Formato RINEX: Para guardar el espacio almacenado, los fabricantes de receptores de GPS entregan
códigos binarios, lo cual significa que no van a poder ser leídos inmediatamente,
creando un problema cuando se combinan datos de diferentes receptores de GPS, para
solucionar este problema nace el formato RINEX, que está en lenguaje ASCII (texto
legible). Aunque un fichero en ASCII ocupa más espacio de almacenamiento provee
mas flexibilidad.
Un fichero RINEX es una traducción del código binario, la versión 2.10 define seis tipos
de ficheros:
Datos de observación (nombre de la estación, información de antena, estimación de
coordenadas de la estación, números, tipos y tiempos de observación)
Mensaje de navegación (Información del satélite, fecha de creación del fichero,
nombre de la agencia, parámetros de almanaque)
Meteorológico [Temperatura (ºC); presión barométrica (milibars); Humedad (%);
información de sensores]
Mensaje de navegación GLONASS
Satélites geoestacionarios
Datos de reloj de satélite y receptor
40
Nuevas versiones como la 2.20 están destinadas a entregar datos de la órbita baja LEO
con satélites equipados con GPS o con receptores GPS/GLONASS.6 Para la mayoría
de los usuarios los tres primeros ficheros son los más importantes, la longitud de todos
los ficheros RINEX está limitada a 80 caracteres.
Los ficheros RINEX se denominan por convención de la siguiente forma:
SSSSDDDF.YYT, donde:
“SSSS”: Primeros cuatro caracteres del nombre de la estación.
“DDD”: Día del año, empezando a contar desde el primer día del año.
“F”: Sesión.
“YY”: Los dos últimos dígitos del año.
“T”: Tipo de fichero: “O” Fichero de observación; “N” Fichero de navegación;
“M” Fichero meteorológico; “G” Fichero de navegación GLONASS.
b) Formato NGS – SP3: Muchas instituciones, necesitan alta precisión en las mediciones, para facilitar la
adquisición de estos datos se crea el SP3 acrónimo de “Standard Product # 3”; el SP3
es un fichero en ASCII que contiene información precisa de los datos de órbita y las
correcciones de reloj de los satélites, la longitud de estos ficheros son de máximo 60
caracteres.
Un fichero preciso de efemérides en el formato SP3 se compone de dos secciones:
encabezado y dato.
El encabezado se compone de 22 líneas de información en donde:
“(#a)”, línea 1: calendario Gregoriano, tiempo de la primera época de la órbita y el
número de épocas en el fichero de efemérides.
“(##)”, línea 2: número de semana, segundos de la semana, intervalo de época y el
día Juliano. 6 Gurtner, W., y L. Estey,”RINEX Version 2.20: Modifications to Acomódate Low Herat Orbiter Data,” ftp://ftp.unibe.ch/aiub/rinex/rnx_leo.txt. [visitado el 02/03/06]
41
“(+)”, líneas 3-7: número total de satélites con su respectiva identificación.
“(++)”, líneas 8-12: la precisión del número de satélites es decir, la desviación
estándar del error orbital
Líneas 13-19: reservadas para futuras modificaciones.
Líneas 19-22: libres para comentarios del usuario.
El dato es la sección del formato que entrega la efemérides precisa en la línea 23 la
cual contiene: fecha y hora del primer almacenamiento, coordenadas del satélite y reloj
del satélite. Cada línea está asignada para un satélite en particular, donde:
“P”: significa una línea de posición; número PRN del satélite; coordenadas x, y, z en
kilómetros; corrección del reloj del satélite en microsegundos.
“V”: Contiene la velocidad y la rata de corrección de reloj del mismo satélite,
terminando con el símbolo “EOF.”
c) Formato NMEA – 0183: En 1983 la Asociación Nacional de Electrónica de la Marina de Estados Unidos adoptó
el NMEA 0183 como protocolo estándar de interconexión de sus dispositivos, este
formato consiste en una trama de datos en formato ASCII transmitido a 4.800 bps de
transmisor a receptor, la trama incluye información de posición, fecha, velocidad, etc.
Los datos son enviados como palabras, el formato general es:
”$IDMSG,D1,D2,D3,…….,Dn*CS[CR][LF]”
Donde:
$: Inicio de un mensaje.
ID: 2 caracteres, identifican la fuente de la información, la identificación GP significa
una fuente GPS.
MSG: indican el tipo de formato de la oración, es decir, el tipo de mensaje que
contiene, número y contenido del mismo.
42
Dn: contiene la diferente información arrojada por el GPS, como datos de
posicionamiento, datos de satélites y movimientos e la tierra.
“*”:delimitador de verificación de la trama.
CS: contiene dos caracteres ASCII los cuales indican el valor hexadecimal de la
verificación.
[CR][LF]: son los caracteres que terminan el mensaje.
Los mensajes del NMEA varían en longitud, pero cada mensaje está limitado a 79
caracteres o menos, esta longitud excluye los caracteres: “$” y [CR][LF];
Dentro del formato NMEA 0183, existen diferentes opciones de mensaje, cada tipo de
mensaje contiene diferentes tipos de datos establecidos, depende del usuario
configurar y elegir los mensajes que le pueden ser útiles para diferentes tipos de
aplicaciones, los diferentes tipos de mensaje y sus datos son:
GGA: UTC de posición; latitud (Norte, Sur); longitud (Este, oeste); Indicador de
calidad del GPS; Número de satélites en uso; altura de la antena (en metros);
separación geodésica (en metros); identificación de estación de referencia
diferencial; verificación.
GLL: latitud (Norte, Sur); longitud (Este, oeste); UTC de posición; estado (válido: A,
inválido: V); confirmación.
GSA: modo (manual M: el receptor es forzado a operar en cualquier modo 2D o 3D,
automático A: el receptor puede elegir entre los modos de 2D y 3D); lista de satélites
usados para navegación; valores DOP de posición.
GSV: satélites en vista, incluyendo su número PRN; elevación y acimut del satélite
en grados; confirmación.
RMC: hora; fecha; posición; curso; velocidad; confirmación. VTG: localización en grados; velocidad sobre la tierra en nudos y en kilómetros por
hora; verificación. ZDA: UTC; día (01 a 31); mes (01 a 12); año; verificación.
43
2.3.2 Bases de datos
2.3.2.1 Concepto
Colección o depósito de datos integrados, con redundancia controlada y con una
estructura que refleje las interrelaciones y restricciones existentes en el mundo real; los
datos, que han de ser compartidos por diferentes usuarios y aplicaciones, deben
mantenerse independientes de estas y su definición y descripción, únicas para cada
tipo de datos, han de estar almacenadas junto con los mismos (Figura 7). Los
procedimientos de actualización y recuperación, comunes y bien determinados, habrán
de ser capaces de conservar la integridad, seguridad y confidencialidad del conjunto de
los datos
2.3.2.2 Sistema de gestión de base de datos (SGBD)
Es la herramienta que permite interactuar los datos con los usuarios de los datos, de
forma que se garanticen todas las propiedades definidas para una base de datos. En
algunos casos el SGBD trabajará directamente con los datos y en otras ocasiones lo
hará a través del Sistema Operativo de la máquina donde resida el SGBD.
Figura 7. Estructura de una base de datos,
44
2.3.2.3 Tareas del SGBD
Las principales tareas que debe desarrollar un SGBD son las siguientes:
• El SGBD oculta al usuario los detalles del almacenamiento de la información,
mostrando una visión ‘abstracta’ de la información.
• El SGBD garantiza la independencia lógica y física de los datos.
• El SGBD permite integrar distintos tipos de información y permite compartirlos
entre distintas aplicaciones y usuarios.
• EL SGBD se encarga también de garantizar la seguridad de la información,
controlando el acceso a la misma.
• El SGBD controla la integridad de la información comprobando la consistencia de
la misma cuando se realizan operaciones de inserción, modificación o borrado.
• El SGBD organiza el acceso concurrente a la información por parte de distintas
aplicaciones y usuarios, eliminando la posibilidad de interferencias o conflictos
entre diferentes acciones.
2.3.2.4 Funciones de la base de datos
Las funciones que realiza una base de datos son las siguientes:
• Crear nuevos ficheros. que permitan el almacenamiento de nueva información
o nuevos datos, así como de las interrelaciones adecuadas entre los mismos.
• Introducir datos. Capacidad de insertar nuevos datos sobre las estructuras ya
creadas, al igual que la inserción de interrelaciones entre los datos introducidos
en el sistema.
45
• Extraer datos. Capacidad de extracción selectiva de la información en base,
generalmente, a un lenguaje de consulta que permite interaccionar con la base
de datos a través del SGBD.
• Actualizar o modificar datos. Alteración de las estructuras de datos y de los
contenidos existentes en las estructuras de datos que definen una base de
datos.
• Borrar datos. Eliminación de datos existentes en la base de datos, pero
manteniendo siempre la integridad de la base de datos.
La interacción con la base de datos se realiza a través de un lenguaje de definición
(DDL) y manipulación (DML) de datos. Estos lenguajes permiten realizar operaciones
interactivas o diferidas sobre la base de datos.
El SQL (Structured Query Language) es un lenguaje combinado de manipulación y
definición de datos y es el estándar más utilizado en las bases de datos relacionales.
Por ejemplo, algunas sentencias en SQL son:
SELECT * FROM MI_TABLA;
INSERT INTO MI_TABLA VALUES (‘CLAVE1’,12124);
DELETE FROM MI_TABLA;
UPDATE MI_TABLA SET MI_CAMPO=‘CLAVE2’ WHERE MI_CAMPO=’CLAVE1’;
Las instrucciones al SGBD y a la base de datos pueden introducirse interactivamente
por el operador o incorporarse a programas de aplicación escritos en cualquier lenguaje
de propósito general (C, Pascal, Basic, etc). En SQL, este modo de programación se
denomina SQL embebido (embeded SQL).
46
2.3.2.5 El administrador de la base de datos y el administrador de los datos
El administrador de la base de datos es la persona encargada de la operación de
sistema y es el responsable de decidir:
• Los datos que se deben almacenar en la base de datos
• La política de mantenimiento, tratamiento de los datos y seguridad de la
información
El administrador de los datos es una persona relacionada con las actividades de gestión
y dirección en la empresa que conoce a fondo los flujos de información dentro de la
empresa y las necesidades de utilización de la misma por cada departamento.
El administrador de la BD decide la mejor forma de desarrollar las directivas del
administrador de datos, organizando la administración del sistema y la operación de los
usuarios.
El administrador de la BD es un especialista en bases de datos e informática que
conoce las herramientas de gestión de la base de datos, así como la forma de
desarrollar los planes del administrador de datos. Así mismo, decide la política de
copias de seguridad, duplicación de la información, filtros de acceso de usuarios que
aseguren los niveles de seguridad deseados, tanto frente a la pérdida de información
como frente al acceso no autorizado.
2.3.2.6 Beneficios de la base de datos
• Independencia de los datos. Se puede definir como la independencia de la
representación de la información respecto a las aplicaciones que la utilizan. De
47
esta forma, se consigue una representación conveniente para todos los usos
posibles de los datos y la estandarización de procedimientos.
• Distintas aplicaciones necesitan distintas ‘vistas’ de los datos.
• Es posible modificar la estructura de almacenamiento de la información sin
afectar a las aplicaciones que los utilizan.
• Reducción de la redundancia. Evita el almacenamiento múltiple de una misma
información para uso de distintas aplicaciones, o en distintos departamentos con
propósitos diferentes. Como veremos, además de la economía importante en
coste de mantenimiento de la información y la posibilidad de extender el uso de
la información, se consigue también evitar algunos problemas que puede
producir la redundancia.
• Evitar inconsistencias. Impide que exista información discrepante sobre un
mismo y único hecho. La aparición de información inconsistente e incluso
contradictoria puede darse si se almacena redundantemente información
relativa a un mismo hecho u objeto.
• Compartir datos. Permite utilizar los mismos datos entre distintos usuarios y
aplicaciones, gestionando el acceso concurrente de todas ellas a la
información.
• Garantizar la seguridad. Permite garantizar la seguridad de la información,
controlando el acceso y la manipulación de la información por las distintas
aplicaciones y usuarios. También mantiene la integridad de la información.
• Balancear aplicaciones conflictivas. Permite balancear la utilización de los
recursos existentes, en capacidad de almacenamiento y de procesamiento
entre las necesidades de los distintos usuarios y aplicaciones.
48
3. METODOLOGÍA El desarrollo de este proyecto está compuesto básicamente por 5 etapas generales, las
cuales determinarán continuamente el desarrollo y ejecución del mismo, y de esta
manera, el logro de los objetivos propuestos.
1. Planeación del Proyecto:
Esta primera etapa de planeación consistirá en evaluar todos los aspectos
relacionados con el proyecto, distribución de funciones e investigación de los
diferentes temas.
2. Recolección y organización de la información:
Esta etapa de levantamiento de información útil de los planteamientos realizados
para la ejecución del proyecto, buscará una unificación de información que ayude a
avanzar temática y prácticamente.
3. Análisis de la información:
En esta etapa se analizarán las diferentes técnicas de implementación como
solución al sistema y que información es útil para el avance del proyecto, analizando
las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de solución y poder así escoger la
adecuada para la implementación.
4. Pruebas:
En esta etapa se realizará la implementación de diferentes modelos de prueba para
el sistema, de acuerdo con el resultado de análisis de información. Aquí se probará
el sistema y su funcionalidad, pruebas de ruta, resistencia y condiciones del sistema
real descartando y filtrando fallas sobre el análisis cualitativo y cuantitativo de la
generación y funcionabilidad del proyecto.
49
5. Implementación e interacción del prototipo final
Después del filtro de todos los errores se verificara la prueba mas efectiva y con los
mejores resultados y así se escogerá un modelo final para el prototipo a presentar,
que reunirá las mejores características de acuerdo al estudio realizado
anteriormente.
3.1 Enfoque de la investigación Empírico - analítica: Es empírico – analítica porque el trabajo de grado está encaminado a la utilización de
medios teóricos para lograr un resultado práctico óptimo y que cumpla con los objetivos.
Se basa en las pruebas experimentales para su modelamiento acompañado de una
sustentación matemática sólida que respalde la implementación.
3.2 Línea de investigación de USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA Línea de investigación: Tecnologías actuales y sociedad.
Sub - Línea de facultad: Sistemas de información y comunicación.
Campo técnico del programa: Microelectrónica
Análisis y procesamiento de señales
Comunicaciones
3.3 Técnicas de recolección de información
• Diario de campo presentando la bitácora de seguimiento de prueba falla y error
• Chequeos técnicos diversificados y almacenados en una base de datos que dará
las proyecciones estadísticas de la calidad en cuestión de funcionamiento y
versatilidad del producto.
• Simulación de circuitos y la programación de los controladores, almacenando en
la bitácora de chequeos de simulación
50
3.4 Población y muestra
• Compañías transportadoras en las cuales se realizará las estadísticas técnicas y
de mercadeo del producto.
• Vehículo de carga de prueba diesel en el cual se implementará el prototipo y se
realizarán los chequeos para registrarlos en las bitácoras de seguimiento
3.5 Hipótesis A través del desarrollo del sistema de medición de velocidad, registro y monitoreo de
movimientos del día para un vehículo Diesel, se mostrará la eficiencia de entrega de
datos de posición y velocidad a través de una tarjeta GPS para el control de flota
pudiendo así controlar: las altas velocidades de los vehículos y el monitoreo de ruta de
los mismos en la búsqueda del mejoramiento de procesos en las empresas.
3.6 Variables
• Velocidad del vehículo
• Desaceleración
• Estabilidad del vehículo
• Tiempos de respuesta
3.6.1 Independientes
• Estado mecánico y eléctrico del vehículo
• Capacitación del personal que utiliza el sistema
3.6.2 Dependientes
• Sensibilidad y calibración del sensor de velocidad
• La resolución del microcontrolador utilizado en el sistema
• La frecuencia de emisión de la alarma sonora
• Programación del puerto como salida
51
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS El producto final de la investigación es un sistema de medición de velocidad, registro de
posición, velocidad, almacenamiento y procesamiento de la información para un
vehículo.
Las etapas realizadas son:
Implementación utilizando un receptor GPS que suministra datos de posición y
velocidad.
Visualización de la trama arrojada por el GPS a través de una pantalla de cristal
líquido LCD.
Almacenamiento de la información cada 15 minutos.
Almacenamiento de excesos de velocidad mayores de 80 km/h por más de un
minuto.
Transmisión de la información a un computador a través de un software de
adquisición de datos.
Almacenamiento de información en un motor de bases de datos.
Durante el desarrollo del proyecto se hallan aspectos importantes como la precisión del
sistema, que está ligada a la efectividad de la tarjeta GPS y los canales paralelos de
recepción que maneje, teniendo un mejor desempeño con configuraciones de 12 CH y
16 CH.
El manejo de información a través de bases de datos y la interfaz con el usuario son
herramientas de aplicación muy útiles ya que los datos además de ser visualizados, van
a ser procesados y entregados para un análisis de resultados óptimos.
52
El prototipo es un dispositivo de medición de velocidad, pero también es un sistema de
navegación satelital que reporta información de ubicación geográfica al usuario, el
sistema puede ser integrado con otro tipo de tecnologías para el manejo de la
información almacenada.
El desarrollo de un sistema de estas características, es un avance en la búsqueda del
mejoramiento de procesos en las empresas o personas que desean ejercer control en
sus vehículos y poder analizar los factores que los envuelven, ya que en la mayoría de
casos los datos son archivados y nunca procesados.
53
5. DISEÑO INGENIERÍL 5.1 Especificación del sistema
a) Medición de velocidad a través de un receptor GPS (Sistema de posicionamiento
global).
b) Almacenamiento cada 15 minutos de los datos de posición y velocidad arrojados
por el GPS, la información podrá ser almacenada hasta por un máximo de siete
días o 168 horas, estos datos incluyen:
• Tiempo: hora, minuto, segundo
• Latitud, N (Norte) o S (Sur)
• Longitud, E (Oriente) o W (Occidente)
• Numero de satélites en uso
• Velocidad dada en km/h
Almacenamiento especial de los datos arrojados por el receptor GPS cada vez
que se sobrepase 80 km/h por más de 1 minuto.
c) Sistema de auto carga de batería de reserva por fallas eventuales en el
suministro principal de energía, este sistema de reserva, alimentará el receptor
GPS, antena GPS, microcontrolador y memoria, con el fin que el sistema
continúe con el registro y almacenamiento de datos sin pérdidas de información
por un período máximo de 7 días, (No alimentará los sistemas de visualización
de datos).
d) Programa de adquisición de datos en Visual Basic 6.0.
e) Base de datos de posición, velocidades y tiempos de movimientos del vehículo
desarrolladas en MySQL, entregando un informe de los movimientos del
vehículo.
f) Comunicación por puerto RS-232.
54
g) Visualización de velocidad en dos displays y visualización de datos de posición
en una LCD (Pantalla de cristal líquido).
h) Dispositivo sonoro en caso de exceso de velocidad mayor que 80 km/h.
A continuación se ilustra el diagrama del módulo (Figura 8), en donde se resumen las
etapas más importantes del desarrollo del mismo.
Figura 8. Diagrama del sistema
Receptor GPS MICRO CONTROLADOR
Batería del vehículo
3.3 V
Cargador
Batería de reserva
Interruptor
ALARMA SONORA
DISPLAY
LCD
MEMORIA FLASH
EEPROM
I/O Puerto Serial
55
5.2 Selección del hardware 5.2.1 Selección del receptor GPS La selección del receptor GPS determina los pasos a seguir en el desarrollo del
proyecto, ya que dependiendo del fabricante y el prototipo seleccionado se determina la
forma como se desarrolle el proyecto ya que las características de la tarjeta receptora
establecen el formato a utilizar, la velocidad de transmisión y la precisión del sistema.
5.2.1.1 Receptores GPS preseleccionados: a) Receptor GPS Lassen SK II
El GPS Lassen SK II es un dispositivo de la empresa norteamericana Trimble,
diseñado especialmente para seguimiento vehicular, este receptor utiliza una
arquitectura de 8 canales paralelos de seguimiento; realiza un proceso de conversión
doble, alta sensibilidad, procesador de 32 bitios, reloj de tiempo real y bajo consumo de
energía (Figura 9).
Está diseñado para trabajar con la frecuencia L1 (1575 MHz), servicio de posición
estándar, además tiene alta ganancia de RF teniendo así compatibilidad con antenas
GPS activas de 25 dB y un nivel CMOS TTL de pulsos por segundo, que pueden ser
utilizados para señales de sincronización con el microcontrolador.
Este receptor adquiere una trama completa de información o fix de posición, necesaria
para el seguimiento de los satélites y guardado en una memoria RAM usando
necesariamente una fuente de reserva.
56
La información almacenada abarca:
- Almanaque
- Efemérides
- Reloj de tiempo real
- Última posición
Las opciones de usuario como parámetros del puerto y opciones de procesamiento son
guardadas en una memoria no volátil ROM (EEROM).
Configuración del receptor Lassen SK II:
• Dos puertos I/O de comunicación serial
• Puede utilizarse con tres protocolos diferentes:
o TSIP: Protocolo Estándar de interfaz de trimble
o TAIP: Protocolo de interfaz trimble con formato ASCII
o NMEA 0183: Protocolo estándar industrial
Figura 9. Receptor Lassen SK II de Trimble.
57
b) Receptor A1029-B
El A1029-B es un receptor GPS de la empresa “Tyco Electronics”; dicho módulo recibe
señales de hasta 12 satélites simultáneamente y transfiere las señales en información
de posición y tiempo que pueden ser leídas posteriormente por puerto serial; ofrece un
alto nivel de rendimiento, bajo consumo, fácil conexión a las tarjetas madre, resistente a
choques y a vibraciones y una conexión fácil a la antena con un conector estándar
SMA, receptor de 12 canales paralelos, cuenta con un procesador de banda base y un
chip de RF de SiGe SE4100L GPS el cual proporciona alta sensibilidad y excelentes
valores TTFF (Time To First Fix) lo que significa una rápida sincronización y adquisición
de datos (Figura 10).
Al igual que el GPS de Trimble, este receptor entrega una señal de alta precisión de un
pulso por segundo (1PPS) sincronizada al tiempo universal UTC.
El receptor trabaja con frecuencia L1 (1575 MHz), con una precisión de posición de 3 m
y re-sincronización de datos en caso de falla de energía de menos de 1 minuto, los
datos del satélite adquiridos por el receptor, son guardados en una memoria no volátil,
haciendo que el proceso de inicialización de la tarjeta sea más rápida.
Configuración del receptor A1029-B:
Utiliza formato NMEA 0183, con los diferentes tipos de mensajes como GGA, GSA,
GSV, VTG Y RMC.
Conexión I/O con conectores estándar de 3.3 V CMOS.
Dos puertos de transmisión y recepción.
Cable de la antena y conector, conectados para una fácil integración
Resistente a vibraciones y choques
Consumo bajo de energía
58
Software GPS Cockpit versión 2.4.5.0 para fácil comunicación con el PC y manejo
de información.
Figura 10. Receptor GPS A1029-B.
5.2.1.2 Receptor seleccionado: Los receptores GPS cuentan con características y aplicaciones similares por ejemplo,
ambos receptores trabajan en la frecuencia L1(1575 MHz), entregan un nivel CMOS
TTL de 1PPS, son compatibles con antenas activas y pasivas y manejan el formato
NMEA 0183. Pero existen características propias de cada dispositivo y fabricante que
marcan las diferencias entre los dispositivos.
El receptor seleccionado para el desarrollo del proyecto es el A1029-B de Tyco
Electronics; la selección de este receptor se debe a:
1. El receptor A1029-B utiliza una arquitectura de 12 canales paralelos, es decir 4
canales más que el receptor Lassen SK II, lo que se ve reflejado en una adquisición
y actualización de datos (tiempo y posición) más rápida que otros receptores, debido
a que utiliza mayor número de canales para escuchar las señales enviadas por los
satélites, entrega datos más precisos, lo cual es un aspecto importante para tener
en cuenta, mayor precisión en menor tiempo y una rápida sincronización.
59
2. La tarjeta A1029-B, está diseñada por Tyco Electronics para una fácil conexión
tanto de la antena como de los puertos, esta facilidad de interconexión hace que el
usuario pueda adaptar la tarjeta sencillamente a las diferentes aplicaciones porque
cuenta con un puerto serial para el envío de datos y programación del GPS; el
receptor Lassen SK II es de manipulación más compleja; su interconexión y
adaptabilidad a otros sistemas requiere mayor cuidado ya que cuenta con diferentes
puertos y requiere una tarjeta de interconexión.
3. El receptor de Trimble necesita una fuente de reserva para guardar la información
de posición o fix en la memoria ROM, en caso de ser desconectada la fuente
principal y de reserva es necesario realizar nuevamente la inicialización del receptor
(cold start) es decir, sin información alguna del almanaque, este proceso tarda de 15
a 20 minutos, el receptor A1029-B cuenta con una memoria no volátil, una vez
realizado el proceso de sincronización los datos son almacenados en la memoria sin
necesidad de realizar este proceso de nuevo y teniendo una inicialización más
rápida en caso de falla de suministro de energía.
4. El fabricante del receptor A1029-B suministra en su página de Internet:
http://www.tycoelectronics.com/gps/software.asp el software GPS Cockpit; que sirve
para visualizar y analizar las sentencias NMEA enviadas por el receptor GPS,
especial para sistemas operativos Windows.
5. Existe mayor disponibilidad en el mercado nacional del receptor de Tyco Electronics
ya que varias empresas importan el dispositivo consiguiéndose con mayor facilidad
que los productos Trimble ya que estos se deben importar desde Estados Unidos y
el proceso tarda 2 semanas como mínimo con el distribuidor directo de Trimble para
Latinoamérica.
60
5.2.1.3. Características técnicas del receptor A1029-B Tabla 1. Características receptor GPS.
CARACTERÍSTICAS RECEPTOR A1029-B CANALES 12, paralelos de seguimiento FRECUENCIA L1 (1575 MHz) PRECISIÓN DE POSICIÓN Normal 3m Diferencial < 2m
Recuperación rápida 1s Inicio en caliente < 3s Tibio < 32s Autónomo / Frío < 60 s
TIEMPO PARA EL PRIMER FIX
apagado / encendido varía
DIMENSIONES MECÁNICAS Largo 33.0 mm Ancho 45.7 mm Alto 4.5 mm CABLE Largo 100 mm
DESEMPEÑO
PESO 11 g VOLTAJE DE ENTRADA 3.0 a0.6 VDC
CORRIENTE Operacional (1fix) < 50 mA
Standby < 30 uA Rango de voltaje VCC -0.5 V a 5.2 V ALIMENTACIÓN ANTENA
VÍA VANT Corriente máxima 50 mA
CORRIENTE DE LA ANTENA ANTSTAT alto 9 mA < Iant < 16 mA
ALIMENTACIÓN RECEPTOR
ANSTAT bajo I ant fuera del rango
especifico NMEA GGA, GSA, GSV, VTG, RMCRata de baudios 4800, 9600, 19200, 38400 Dato geodésico WGS84 estándar Proyección UTM
SOFTWARE ESTÁNDAR GPS
BOOTLOADER Fácil confirmación por puerto serial
Tx0 salida NMEA Rx0 entrada NMEA Tx2 Salida del reporte del test
COMUNICACIONES
PUERTOS SERIALES 3.3 V CMOS
Rx2 Entrada RTCM
DATOS / PODER
Estándar 1.27 mm, socket con 22 pines CONECTORES
ANTENA SMA hembra
61
El receptor A1029-B viene encapsulado en bandejas, con 12 módulos por cada bandeja
(Figura 11, 12).
Figura 11. Encapsulado receptor A1029-B.
Fuente: http://www.tycoelectronics.com/gps/modules.asp
Figura 12. Perspectiva mecánica del receptor GPS.
Fuente: http://www.tycoelectronics.com/gps/modules.asp
62
Todas las medidas están dadas en milímetros
Tabla 2. Descripción de los pines del receptor A1029-B.
DESCRIPCIÓN DE LAS SEÑALES DEL A1029-B
PIN SÍMBOLO DESCRIPCIÓN PIN SÍMBOLO DESCRIPCIÓN
1 1PPS 1 Pulso por segundo, salida 2 nRST Entrada del reset
3 TX0 Salida serial 0, NMEA out 4 TX2 Salida serial 2
5 RX0 Entrada serial 0, NMEA in 6 RX2 Entrada serial2, RTCM in
7 Vcc + 3.3 V 8 ENABLE Pin permitido
9 GND Tierra 10 Reservado Reservado
11 Reservado Reservado 12 TEST0 Reservado para test
13 Reservado Reservado 14 LOCK Cerrado (fix de posición)
15 Reservado Reservado 16 Reservado Reservado
17 Reservado Reservado 18 Reservado Reservado
19 TEST1 Reservado para test 20 ANTSTAT Salida del sensor de la
antena
21 VANT Alimentación antena
externa 22 GS Ganancia para el LNA
La configuración estándar del puerto serial 0 (NMEA): 4800 baudios, 8 bitios de datos,
sin paridad, 1 bitio de parada, sin control de flujo; el puerto serial 2 (DGPS) tiene la
misma configuración del serial 0, la descripción de los pines del GPS descrito en la
Tabla 2.
5.2.2 Selección de la antena GPS y características técnicas
La selección de la antena se debe ajustar y ser compatible con el receptor GPS
seleccionado, el receptor A1029-B es compatible con antenas activas y pasivas.
El fabricante suministra una serie de especificaciones para la selección de la antena:
63
1. Antena activa:
Tensión de alimentación: 3 – 5 VDC
Consumo de corriente: máximo 50 mA
Ganancia ≥ 20 dB
Figura de ruido ≤ 1.5 dB
Conector SMA (Macho)
2. Antena pasiva:
Ganancia de la antena > 2 dBi
LNA cerca de la antena
Figura 13. Antena AGA-G501 usada en el GPS.
Dadas estas características se seleccionó una antena GPS activa porque las señales
GPS son de muy baja potencia aproximadamente -140 dBm; estas antenas
preamplifican, filtran y amplifican las señales GPS, gracias a que incluyen un LNA
(Amplificador de bajo ruido) ofreciendo una sintonía más fina.
La antena seleccionada es la “AGA – G501” (Figura 13), de la empresa “WiseWave”,
cumple con las especificaciones dadas por Tyco esta antena esta diseñada
especialmente para aplicaciones de sistemas GPS.
Características:
Figura de bajo ruido
64
Alta ganancia
Antena de conexión de cerámica
Hermética al agua
Resistente a temperatura y vibración
Tamaño compacto
Instalación simple
Concepción robusta
Especificaciones técnicas
Tabla 3. Características técnicas de la antena GPS.
AGA-G501 Frecuencia 1575 MHz Ancho de banda ± 5 MHz Polarización Polarización circular derecha Ganancia 27 dB (Típico) Figura de ruido 1.5 dB (Típico) Atenuación de la banda de salida
20 dB con fo ± 140 MHz (Típico)
Consumo de potencia +3 a +5 Vdc a 12 mA (Típico) Conector SMA (M) Temperatura de operación -45 ºC a +85 ºC Temperatura de almacenamiento -50 ºC a +90ºC Humedad 100% hermética al agua Tamaño 46 x 34 x 14 (mm) Peso 75 g Montaje Magnético con base imantada
La antena receptora de señal satélite debe colocarse en zonas despejadas del coche
para evitar interferencias o pérdidas de señal durante la recepción. La antena dispone
de una base imantada para facilitar su colocación sobre las superficies metálicas.
65
La colocación exterior es la más recomendable para optimizar la recepción de las
señales GPS. Cualquier lugar horizontal y metálico de la carrocería es correcto para la
instalación de la antena, aunque la zona ideal sea en el mismo centro del techo del
vehículo correspondiendo así con el centro geométrico entre las 4 ruedas.
La colocación interior debe ser preferentemente encima del salpicadero o en la bandeja
posterior en la posición más cercana posible del cristal parabrisas, es muy importante
que la antena esté siempre sobre una superficie metálica para aumentar su eficacia en
la recepción.
5.2.3 Selección del microcontrolador La selección del microcontrolador es fundamental dentro del desarrollo del sistema ya
que es el cerebro del mismo.
Para la selección del microcontrolador se deben tener en cuenta varios factores, como
la documentación, herramientas de desarrollo disponibles, precio, la cantidad de
fabricantes que lo producen y características del microcontrolador.
Según el volumen de ventas y diversidad de modelos se puede establecer como
principales a los siguientes fabricantes:
a) Microcontrolador motorola
Tiene bus de direcciones interno de 16 bitios con un juego de instrucciones similar al
de sus predecesores de las familias 6801, 6805 y 6809.
La arquitectura de estos microcontroladores es Von-Newman, es decir, que las
direcciones y los datos comparten el mismo espacio en memoria.
66
Tienen EEPROM incorporada, RAM, entradas y salidas digitales, temporizadores,
conversor A/D, generador de PWM, contadores de pulsos, puerto de
comunicaciones seriales sincrónicas y asincrónicas, entre otras funciones
b) Microcontrolador microchip
Tiene un número reducido de instrucciones, lo cual implica simplicidad en su
arquitectura y bajo costo.
Estos dispositivos son de arquitectura Harvard, por lo cual tienen buses de datos y
direcciones separados.
Consumen muy poca energía.
Se caracterizan por su sencillez, lo cual permite fabricarlo en chips muy pequeños.
El proyecto está implementado con microcontroladores PIC de Microchip que combinan
una alta calidad, bajo costo y excelente rendimiento. Además en la actualidad se
impone la arquitectura Harvard que dispone de dos memorias independientes una, que
contiene sólo instrucciones y otra, sólo datos. Ambas disponen de sus respectivos
sistemas de buses y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura)
simultáneamente en ambas memorias.
Para la selección del microprocesador a utilizar se evaluaron los siguientes parámetros:
Programa ensamblador
Tiempo de respuesta
Set de instrucciones
Programador
Arquitectura microcontrolador
Confiabilidad
Gama del microcontrolador (serie)
67
5.2.3.1 Microprocesadores preseleccionados:
Se preseleccionaron microprocesadores de la familia 18 F debido a su robustez y
capacidad, cuentan con mayor frecuencia de operación, mayores opciones de
programación, tanto de memoria como de procesamiento, son integrados de alto
desempeño computacional y precios económicos, ideales para el desarrollo del sistema.
a) PIC 18F1220 El PIC 18F1220 es un integrado de alta gama, cuenta con alta resistencia, memoria
flash programable aumentada, además reduce significativamente el consumo de
potencia durante su operación, ofrece nueve opciones de oscilador diferentes, a
continuación se presentan sus principales características técnicas:
Características generales: Timer oscillator: 1.1 uA, 32 kHz, 2V Watchdog timer: 2.1 uA
Osciladores: Cuatro modos de cristal : LP, XT, HS: arriba de 25 MHz
HSPLL: 4-10Mhz (16-40 Mhz internamente)
Dos modos de reloj externo, ofreciendo la opción de usar dos pines (entrada del
oscilador y dividirla por 4 salidas de reloj) o un pin (entrada del oscilador, con el
segundo pin reasignado como una entada o salida general).
Dos modos oscilador RC externo, con las mismas opciones de pines de las del
reloj externo.
Un bloque interno de oscilador el cual provee un reloj de 8 MHz (precisión de
±2%) y un rango de frecuencias desde 125 kHz a 4 MHz para un total de 8
frecuencias de reloj.
Periféricos: Tres interruptores externos
68
Captura de 16 bitios en 6.25 ns Soporta RS-485, RS-232
Características especiales: 100.000 ciclos de escritura y borrado de la memoria flash programable. 1.000.000 ciclos de escritura y borrado de la memoria EEPROM Retención: >40 años en la memoria flash EEPROM
b) PIC 18F458 Este microcontrolador es uno de los más usados en el área de programación porque es
compatible con el PIC 16F877 el cual permite agregarle mas funcionalidad a otros
proyectos hechos con dicho PIC; este presenta valores superiores como el doble de
memoria flash (16k), soporta hasta 40MHz de reloj (cristal) y tiene un reloj interno para
poder usarlo sin cristal. A continuación se describen las características técnicas de este
microcontrolador. Características generales:
Entrada de reloj / oscilador de 4 MHz – 10 MHz con PLL activo Periféricos:
Tres pines de interrupción externa Módulo del Timer 0: 8 bitios / 16 bitios Módulo del Timer 1: 16-bitios timer/counter
Módulo del Timer 2: 8-bitios timer/counter con 8-bitios con periodo registrado
(tiempo base para PWM)
Módulo del Timer 3: 16-bitios timer/counter
Módulos de Captura/Comparación/PWM (CCP), los pines de CCP pueden ser
configurados:
- Captura: 16-bitios, max. resolución 6.25 ns
69
- Comparación: 16-bitios, max resolution 100 ns (TCY)
- PWM output: resolución PWM es de 1 a 10-bit.
1, 2 o 4 salidas PWM
Polarización seleccionable del PWM
Tiempo muerto del PWM programable
Master Synchronous Serial Port (MSSP)
Módulo direccionable USART
Características especiales:
10 – bitios con más de 8 canales con módulo a/d, conversor análogo a digital
Módulo de comparación análogo, entradas y salidas multiplexadas programables
c) PIC 18F452 Este microcontrolador de la familia 18F (Figura 14), cuenta con arquitectura Harvard, 10
MIPS a 40 MHz, conversión A/D, múltiples fuentes de interrupciones, a continuación se
especifican las características técnicas más importantes del integrado:
Características de la CPU: Arquitectura y set de instrucciones optimizado para compilador en C
Código fuente compatible con el set de instrucciones del PIC 16Cxx, PIC17Cxx
y 18Cxx
Memoria de datos lineal direccionada a 1.5 kbytes
Memoria flash de 32 K x 16, 1.5 SRAM (1K=1024)
4x puertos digitales I/O con 25 mA de capacidad
4x8 /16 bitios timers y contadores
2X módulos de PWM
8x10 bitios de canales A/D
Bus serial síncrono: SPI O I2C
70
Procesador RISC de 8 bitios, arquitectura harvard, dos etapas 10 MIPS con reloj
de 0 a 40 MHz, 77 instrucciones
Diseño estático
Multiplicador de 8X8 en hardware de un solo ciclo, operaciones basadas en
acumulador
Temporización flexible, (8 modos) y resets (POR, BOR), detector de bajo voltaje,
y temporizador perro guardián.
Arquitectura:
Instrucciones separadas y buses de datos Instrucciones (opcodes) Bus de instrucciones de 16 – bitios Datos (operandos y resultados)
RAM de datos de 1.5 kbytes
EEPROM de 256 bytes
Periféricos: Tres pines de interrupción externa
Temporizadores: Contador de pulsos de entrada asíncronos, un temporizador de
pulsos de una frecuencia conocida, cuatro timer/counter: o Módulo del Timer 0: 8 bitios / 16 bitios
o Módulo del Timer 1: 16-bitios timer/counter
o Módulo del Timer 2: 8-bitios timer/counter con 8-bitios con periodo
registrado (tiempo base para PWM)
o Módulo del Timer 3: 16-bitios timer/counter Módulos CCP: Dos módulos CCP (Capture/Compare/PWM), los pines CCP pueden ser
configurados así:
71
o Captura: Tiempo de un evento externo con una precisión de TCY/16, 16-
bitios, máx. resolución 6.25 ns
o Comparar: Generar un evento en un tiempo conocido y una precisión de
TCY, 16-bitios, máx. resolución 100 ns (TCY)
o PWM: genera una salida de PWM con resolución de 1 – 10 bitios, 1, 2 o 4
salidas PWM
o Tiempo muerto del PWM programable
o Con un reloj de 10 MHz tiene una resolución TCY/16 = 25 ns
Serial I/O:
MSSP (Master Synch Serial Port) implementado de:
o Tres interfaces periféricas seriales (SPI)
o Soporta 4 modos SPI
o Dos Buses I2C
o Soporta todos los modos maestro esclavo puerto serial USART (Universal
Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)
o Soporta RS-232 o RS-485
o Módulo USART direccionable
o Puerto esclavo paralelo (PSP)
Características análogas: A/D PSP: Conversión análoga a digital
o Módulo conversor análogo a digital de ocho canales de 10 bitios A/D
(cinco sobre el pin 28) y PSP (Parallel Slave Port)
o Interfaz a través de un bus paralelo de 8 bitios
Características especiales:
Rata rápida de muestreo
Conversión disponible en la función sleep
72
Retención: >40 años en la memoria flash EEPROM
Auto programable bajo control de software
Protección de código programable
Reprogramable:
- Memoria flash con 100.000 ciclos de escritura y borrado
- EEPROM con 1.000.000 ciclos de escritura y borrado
Código de seguridad
Características de encendido:
- POR (Power-on reset)
- PWRT (Power-up timer)
- OST (Oscillator start-up timer)
Watchdog timer con un oscilador RC sobre el chip
Modo sleep con baja potencia (<20µA)
Las características generales de los microcontroladores mencionados pueden ser revisados en la tabla 4
Figura 14. Diagrama de pines PIC 18F452.
Fuente: http://www.microchip.com
73
Tabla 4. Características de Microcontroladores familia 18F.
CARACTERÍSTICAS PIC18F1220 PIC18F458 PIC18F452
FRECUENCIA DE OPERACIÓN DC - 40 MHz DC - 40 MHz DC - 40 MHz MEMORIA FLASH DE PROGRAMACIÓN 4K 32K 32K x 16 MEMORIA DE PROGRAMACIÓN (Instrucciones) 2048 16384 16384 MEMORIA RAM (Bytes) 256 1536 1536 x 8 MEMORIA DE DATOS EEPROM (Bytes) 256 256 256 x 8 FUENTES DE INTERRUPCIÓN 15 21 18 LÍNEAS I/O PUERTOS A,B PUERTOS A,B,C,D,E PUERTOS A,B,C,D,E TIMERS 4 4 4 CAPTURA/COMPARACIÓN/PWM 1 1 2
COMUNICACIONES SERIALES ENHANCED USART MSSP, CAN, Addressable USART
MSSP Addressable USART
COMUNICACIONES PARALELAS NO PSP PSP 10 - BIT A/D (ch) 7 8 8
RESETS (DELAYS)
POR, BOR, RESET Instruction, stack full,
stack Underflow (PWRT, OST, MCLR(optional),
WDT
POR, BOR, RESET Instruction, stack full,
Stack Underflow (PWRT, OST)
POR, BOR, RESET Instruction, stack full,
Stack Underflow (PWRT, OST)
SET DE INSTRUCCIONES 75 Instrucciones 75 Instrucciones 75 Instrucciones
ENCAPSULADO 18-pin (SDIP –SOIC) 20-pin SSOP 28-pin QFN
40 -pin DIP 44-pin (PLCC - TQFP)
40 -pin DIP 44-pin (PLCC - TQFP)
Fuente: http://www.microchip.com
74
5.2.3.2 Microcontrolador seleccionado
El microcontrolador seleccionado para el desarrollo del sistema es el PIC 18F452,
esta selección se basa en los siguientes aspectos:
1. El PIC 18F452 es bastante utilizado en proyectos industriales, donde la
precisión, direccionamiento, frecuencia de operación son factores
necesarios, además cuenta con un set de 75 instrucciones que hace que
tenga más capacidad de programación, reduciendo el número de líneas de
programación, con lo que se logra que el programa sea más robusto y
eficiente.
2. El microcontrolador seleccionado cuenta con una memoria de 32K, se
puede realizar un código fuente bastante extenso, lo que le da gran
flexibilidad para el desarrollo del programa y valores agregados.
3. Una característica relevante en este microcontrolador es la programación
lineal, sin saltos; dado a que no está paginado no existen conflictos en los
registros durante la programación.
4. Un aspecto importante en el desarrollo del sistema es el consumo de
potencia, este microcontrolador tiene un estado de bajo consumo que
despierta ante la activación de una señal (una interrupción) y ejecuta el
programa para el procesamiento.
5. Este microcontrolador es de fácil adquisición en el mercado comparado
con otros dispositivos de la familia 18F.
75
5.2.4 Selección de memoria
La correcta selección de memoria asegura un mejor diseño tanto físico como de
programación, los parámetros básicos de una memoria son: su capacidad, la cual
corresponde al total de unidades que puede almacenar y el tiempo de acceso, que
corresponde al tiempo que tarda la memoria en acceder a la información
almacenada en una dirección. Teniendo en cuenta estas características y el
tamaño de la información que va a ser almacenada se seleccionó una memoria
Flash EEPROM de 64 K.
La memoria utilizada es la 24LC512, que cuenta con:
Capacidad de almacenamiento de 64 k x 8 (512 kbit)
Dos interfaces seriales compatibles con I²C
Máxima corriente de lectura 400 uA a 5.5V
Máxima corriente de escritura 5mA a 5.5V
Ciclos de escritura/borrado simultáneo.
Amplia gama del voltaje (2.5V a 5.5V).
Máxima frecuencia de reloj de 400 kHz
La 24LC512 soporta un bus bidireccional y protocolo de transmisión de datos, el
microcontrolador actúa como transmisor y receptor ya que envía y recibe datos a
través del bus, además genera un reloj serial, controla el bus de acceso y genera
las condiciones de inicio y parada, mientras que la memoria trabaja como esclavo.
76
5.2.4 Selección de batería
La alimentación del sistema está dividida en dos fuentes de energía que
alimentarán el sistema, la fuente principal y la fuente de reserva, Ya que la
finalidad del sistema esta dirigido al sector del transporte la alimentación principal
debe ser de la alimentación del automotor y alimentará el sistema continuamente,
pero en caso de falla entrará a funcionar la batería de reserva:
1. Fuente Principal: Como fuente principal se usa la batería convencional del vehículo de 12 -14
Voltios D.C. esta batería tiene las siguientes características:
Acumulador de energía de encapsulado plástico por celdas y rejillas
de almacenamiento de acido sulfúrico.
Compuesta de una aleación Plomo-Calcio-Plata para mayor
resistencia a la corrosión y sobrecarga.
Mínima auto-descarga y mayor capacidad para altas temperaturas.
2. Fuente de reserva: El acumulador de reserva es una batería Probattery fabricadas bajo normas
IEEE, JIS BS 6290 (4) EUROBAT Draft IEC896-2 UL 1898 (tabla 5); con una
tensión nominal de 12 Voltios brindando alta densidad de energía, mayor
rendimiento, expectativa de vida útil en tiempo y cantidad de ciclos en
comparación con la mayoría de las baterías VRLA.
77
Tabla 5. Especificaciones técnicas batería de reserva.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Tensión Nominal 12V
Cantidad de Celdas 6
Vida Útil 5 años
Capacidad Nominal 77ºF (25º) • 20 h (0.65A, 1.75V) 1.3Ah
• 10 h (0.115A, 1.75V) 1.15Ah
• 5 h (0.22A, 1.75V) 1.1Ah
• 1 h (0.81A, 1.75V) 0.81Ah
Resistencia Interna 77ºF (25º) • Batería totalmente cargada 0.095 0hm
Auto descarga
• Disminución de capacidad por mes a 25ºC (promedio)3% Dimensiones
Largo 97mm Ancho 43mm Alto 52mm
5.2.4 Selección de dispositivos de visualización
Para la visualización de los datos del sistema, es necesario la utilización de dos
dispositivos esenciales:
1. Pantalla LCD: se seleccionó una pantalla de cristal líquido de 4 x 20 (Figura15),
es decir cuatro líneas por veinte caracteres, para una completa visualización de
los datos arrojados por el receptor GPS (posición, velocidad, altura, etc.)
78
Figura 15. Pantalla de cristal líquido.
2. Display: visualización de la velocidad (km/h): para la visualización de la
velocidad se utilizarán dos displays de siete segmentos (Figura 16). Los displays
son periféricos muy importantes que muestran información proveniente de los
puertos de salida
Figura 16. Display.
Se seleccionaron dos dispositivos de visualización para ofrecer al usuario
información completa de posición y velocidad, estos dispositivos se complementan
ya que se puede ver la velocidad del vehículo en los displays y si se desea ver una
ampliación de la velocidad, se podrá leer la información en la pantalla LCD.
Generalmente se emplean displays de 7 segmentos, aunque el uso del Display de
Cristal Líquido (LCD), consume menos de energía que el de 7 segmentos y
permite mostrar una gran variedad de caracteres.
79
5.3 SELECCIÓN DEL SOFTWARE
5.3.1 Selección del programador del microcontrolador
La selección del programador del microcontrolador está delimitada al
microcontrolador que se va a utilizar, en este caso un PIC de Microchip
(dispositivo preseleccionado)
5.3.1.1 Lenguajes de programación preseleccionados
a) “C”. Es un lenguaje de alto nivel, que permite expresar el procesamiento de
datos de forma simbólica, sin tener en cuenta los detalles específicos de la
máquina, este lenguaje es independiente del modelo del computador y además
proporciona un mayor nivel de abstracción.
Existen diferentes tipos de compiladores de código en C, que producen tres tipos
de archivos; con extensión .hex (Permite grabar el programa ejecutable en el PIC
a través de un programador como MPLAB); extensión .asm (contiene un listado
en assembler del programa compilado); y extensión .pre (contiene la información
preprocesada del programa).
b) Lenguaje ensamblador. El lenguaje de máquina está compuesto por una
serie de instrucciones, las cuales son reconocidas y ejecutadas únicamente por el
procesador. Este lenguaje es un conjunto de números que representan las
operaciones realizadas por los componentes internos del procesador. Estas
instrucciones se encuentran directamente ligadas a la estructura física del
procesador y no pueden ser modificadas o cambiadas.
80
Para facilitar la escritura de programas, cada uno de los tipos principales de
instrucciones tiene asociado un código alfanumérico corto que ayuda al
programador a recordarlos, y estos códigos alfanuméricos se conocen como
mnemónicos.
De esta forma los programas pueden ser escritos utilizando únicamente los
mnemónicos de las instrucciones y ser procesados posteriormente con un
programa denominado ensamblador, el cual genera los códigos de operación.
Esta es una manera mucho práctica de generar un programa en vez de consultar
los códigos de operación y cargarlos en memoria manualmente.
La compilación de los códigos fuente se realiza a través de MPLAB, programa
suministrado por Microchip.
5.3.1.2 Programa del microcontrolador seleccionado
El lenguaje de programación seleccionado para la programación del
microcontrolador es el lenguaje ensamblador, que permite desarrollar programas
muy eficientes, ya que otorga al programador el dominio absoluto del sistema.
La programación en un lenguaje de alto nivel como el C permite disminuir el
tiempo de desarrollo de un producto. Pero, la programación debe ser muy
estructurada ya que el código resultante puede ser mucho más ineficiente que el
programado en ensamblador. Además las versiones más potentes de PICC o de
otro programador de microcontroladores en C son costosas, aunque para los
microcontroladores más populares pueden encontrarse versiones demo limitadas
e incluso compiladores gratuitos.
81
Las pruebas iniciales del sistema se realizaron en C, pero se optó por la
programación en lenguaje ensamblador debido al manejo del programador y a la
familiaridad con la línea de código, además el set de instrucciones del integrado
pauta las instrucciones de programación.
5.3.2 Selección del protocolo de comunicación
Se seleccionó el protocolo serial RS232 por la viabilidad de implementación y fácil
manejo a través del microcontrolador el cual cuenta con puerto serial en su
configuración definiendo la interfaz mecánica, pines, señales y protocolos que
debe cumplir la comunicación serial necesaria para la interconexión de los
diferentes dispositivos del sistema.
Las normas RS-232 cumplen con los siguientes niveles de voltaje:
Un “1” lógico es un voltaje comprendido entre –5v y –15v en el transmisor y
entre -3v y –25v en el receptor.
Un “0” lógico es un voltaje comprendido entre +5v y +15v en el trasmisor y
entre +3v y +25 v en el receptor.
La importancia de utilizar esta norma, radica en los niveles de voltaje que maneja
el puerto serial del computador, ya que es diferente a los utilizados por el
microcontrolador y el receptor GPS; la interfaz utilizada para la conversión de
niveles de voltaje es el integrado MAX 232 el cual soluciona los problemas de
niveles de voltaje cuando se requiere enviar unas señales digitales sobre una línea
RS-232. En general cuando se trabaja con familias TTL y CMOS se asume que
un “0” lógico es igual a cero Voltios y un “1” lógico es igual a cinco Voltios.
82
5.3.3 Selección del software para el entorno con el usuario
Visual Basic 6.0 Se seleccionó Visual Basic 6.0 porque es un lenguaje que se ajusta a los
requerimientos de desarrollo del sistema por las siguientes facilidades de
programación:
Es un lenguaje de programación que desarrolla aplicaciones complejas en
corto tiempo y relativamente fácil.
Lenguaje de programación visual, un gran número de tareas se realizan sin
escribir código, simplemente con operaciones gráficas.
Visual Basic es un diseñador de entorno de datos en el cual es posible
generar, de manera automática, conectividad entre controles y datos mediante
la acción de arrastrar y colocar sobre formularios o informes.
Cuenta con un asistente para formularios y sirve para generar de manera
automática formularios que administran registros de tablas o consultas
pertenecientes a una base de datos, hoja de cálculo u objeto (ADO-ACTIVE
DATA OBJECT).
A través de este lenguaje se desarrolla el programa de interacción con el usuario y
se utiliza en la etapa de comunicación para poder acceder al puerto serial y así
poder enviar datos, se utiliza una aplicación creada en Visual Basic, que da las
opciones directas para manejar el puerto serial por una sola instrucción, la cual
trae incorporadas todas las funciones para configurar el puerto, también la
versatilidad de intercomunicación a través del OBDC (open data base connectivity)
para la administración de las bases de datos.
Por último Visual Basic 6.0 está orientado a la realización de programas para
Windows, pudiendo incorporar todos los elementos de este entorno informático:
83
ventanas, botones, cajas de diálogo y de texto, botones de opción y de selección,
barras de desplazamiento, gráficos, menús, etc.
5.3.4 Selección del lenguaje de bases de datos La selección de un sistema gestor de bases de datos es una parte fundamental
dentro del desarrollo del sistema ya que se debe dar un manejo de los datos que
van a ingresar al computador a través del puerto serial.
1) MySQL
MySQL es un servidor de bases de datos multiusuario, concretamente, el más
rápido en entornos Web. SQL es el lenguaje de bases de datos más popular y
estandarizado del mundo. MySQL es una implementación cliente/servidor que
consiste en programas clientes y librerías, es un sistema de administración de
bases de datos además cuenta con muchas características como:
Velocidad
Facilidad de uso: sistema de base de datos de alto rendimiento con menor
complejidad de configuración y administración.
Costo
Capacidad: Las bases de datos pueden ser usadas simultáneamente por
varios usuarios y disponible en varias interfaces de programación.
Capacidad de gestión de lenguajes de consulta
Sus principales características son:
Está escrito en C y C++.
Clientes C, C++, Java, PHP, TCL, etc.
84
Multiproceso, es decir puede usar varias CPU si éstas están disponibles.
Puede trabajar en distintas plataformas y S.O. distintos.
Sistema de contraseñas y privilegios muy flexible y segura.
Todas la claves viajan encriptadas en la red.
Registros de longitud fija y variable.
16 índices por tabla, cada índice puede estar compuesto de 1 a 15 columnas o
partes de ellas con una longitud máxima de 127 bytes.
Todas las columnas pueden tener valores por defecto.
Utilidad (Isamchk) para chequear, optimizar y reparar tablas.
Todos los datos están grabados en formato ISO8859_1.
Los clientes usan TCP o UNIX Socket para conectarse al servidor.
El servidor soporta mensajes de error en distintas lenguas.
Todos los comandos tienen -help o -? Para las ayudas.
Diversos tipos de columnas como enteros de 1, 2, 3, 4, y 8 bytes, coma
flotante, doble precisión, carácter, fechas, enumerados, etc.
Según benchmarks disponibles en Internet, hasta 80 veces más rápida que
Oracle en las mismas condiciones.
2) Microsoft access Access es un administrador de bases de datos muy visual (figura 17) y a pesar de
tener algo más de complejidad que el resto de herramientas de Office.
A pesar de los beneficios, se han encontrado 2 problemas a largo plazo. La
primera es que a medida que el tamaño de la base crece el sistema trabaja de un
modo mucho más lento, esto se hace especialmente patente para bases de más
de 20 MB. La segunda es que acceder mediante Access a bases de otros
85
productos mediante ODBC, como por ejemplo DB2, destroza cualquier tipo de
seguridad que la base original pudiese tener.
Figura 17. Formato de base de datos en Microsoft Access
Es evidente que el mejor tratamiento de bases de datos lo realizan productos
como MySQL u ORACLE, pero éstos están básicamente diseñados para trabajar
con bases de datos enormes y el nivel de complejidad es considerable. Mientras
que Microsoft Access es simplemente un sistema de base de datos para
aplicaciones en empresas pequeñas hasta medianas. Es por esta razón que se
escogió MySQL para guardar los registros que entrega el sistema de medición de
velocidad.
86
5.3.4.1 Selección de sistema de administración de bases de datos
El sistema administrador de bases de datos seleccionado es MySQL ya que
evalúa la aplicación de base de datos del sistema para manejo de seguimiento
vehicular pasivo y control y registro de excesos del vehículo identificado y
enrutando una ubicación especifica dentro del proceso, además, es de fácil
mantenimiento y actualización en caso que sea necesario para el usuario final.
El sistema gestor de base de datos relacionales (rdbms) cliente-servidor MySQL, se
elije por ser una herramienta indispensable en la administración de la trama de
datos enviada por el dispositivo al computador principal y alojados en una base de
datos SQL (structured Query Language) multi-threaded). Las características que lo hace esencial
en la implementación del sistema administrativo son: Su robustez para manejo de
datos la cual no posee el software convencional de Microsoft Access, velocidad
para el procesamiento de los datos, facilidad de uso, alto rendimiento, capacidad
de gestión de lenguajes de consulta, conectividad y seguridad siendo la parte mas
importante por la manipulación de la aplicación y el contenido de la misma dando
plena confianza al usuario final sobre la información suministrada para así poder
tener un mejoramiento y control sobre sus procesos.
La conectividad y seguridad de MySQL es uno de los factores mas importantes
por lo que se elije esta herramienta para el desarrollo del software de
administración principal, ciertamente se diría que esta preparada para el trabajo
que va a desempeñar sus bases de datos pueden ser accedidas desde cualquier
lugar en una red privada o Internet si es necesario, pero así mismo dispone de un
control de acceso de manera que los usuarios que no poseen algunos permisos
estén limitados a ver los datos.
87
La distribución y adquisición del software es abierta y fácil de obtener simplemente
se descarga vía navegador Web y no tiene ningún tipo de licenciamiento para su
uso, además, posee un soporte en línea que nos asegura las actualizaciones y
manejo de nuevos componentes.
88
5.4 DESARROLLO DEL SISTEMA
5.4.1 Comunicación del GPS con el HyperTerminal
El receptor GPS (figura 18) alimentado y conectado a la antena, realiza un
proceso de sincronización que consiste en la adquisición de los datos de los
satélites GPS.
Una vez realizada la sincronización, el receptor GPS envía continuamente la trama
NMEA a través de su puerto, pero para poder ver esa trama en el puerto serial del
computador, o en un microcontrolador, es necesario acoplar una interfaz para que
realice básicamente 2 funciones, la primera regular el voltaje de alimentación del
receptor GPS para que independientemente del voltaje de polarización, el receptor
reciba 3.3 V y la segunda es la interconexión para poder comunicar el GPS a
través del puerto serial.
Figura 18. Receptor GPS empotrado en la placa de interconexión
Ver anexo C. Esquemático de la placa de interconexión de dispositivos
89
Al realizar la conexión del receptor GPS por primera vez con la tarjeta de
interconexión y el computador, el dispositivo tarda más de 2 horas en
sincronizarse, debido al proceso de ubicación a nivel global, a partir de ese
momento el receptor se sincroniza en aproximadamente 45 seg, al ser
desconectado de la alimentación.
Una vez acoplado el receptor GPS con la tarjeta de interconexión se conecta al
puerto serial del computador y se configura por medio del Hyperterminal del PC
(Figura 19), con los siguientes parámetros recomendados por el fabricante:
4800 bits por segundo
8 bits de datos
Sin paridad
1 Bit de parada
Sin control de flujo
Figura 19. Configuración del Hyperterminal para recibir datos del GPS
90
Establecida la comunicación por el puerto serial, con el receptor es posible
visualizar la trama enviada por el GPS (Figura 20), en esta etapa del proyecto, el
receptor envía las tramas configuradas de fabrica como: GSV, GGA, RMC, GSA.
Figura 20. Tramas de datos en NMEA 0183 visualizados por el HyperTerminal
5.4.2 Transmisión de los datos del GPS al computador a través del
microcontrolador
Para poder realizar el desarrollo completo del sistema se debe enviar datos del
GPS al microcontrolador para ser procesados posteriormente, por lo tanto es
necesario establecer la forma de comunicación entre los dispositivos (Figura 21).
La información enviada del receptor GPS al computador debe ser la misma que si
se conecta el microcontrolador como puente entre el GPS y el PC.
Como primera medida se debe programar el microcontrolador para que reciba los
datos del GPS y los transmita al computador sin procesar la información,
físicamente se describe como:
91
1. Interconexión Terminal Tx del GPS al Rx del microcontrolador
2. Tx del microcontrolador al Rx del PC por medio del MAX232.
Figura 21. Diagrama transmisión de datos
Se utiliza el puerto serial del microcontrolador para que, al recibir la trama de
datos del GPS, cree una interrupción y envíe la información conforme a como la
recibe al computador.
Con esta prueba se verifica la lectura del microcontrolador y se determina la
forma de recepción y transmisión de los datos
5.4.3 Almacenamiento de los datos del GPS en la memoria RAM del
microcontrolador Después de verificar que el microcontrolador esta leyendo las tramas enviadas por
el receptor GPS y enviando al computador por puerto serial las tramas NMEA, la
siguiente etapa es procesar esta información. Para consolidar este proceso, el
primer paso es direccionar las tramas recibidas del GPS a la memoria RAM del
microcontrolador por medio de una rutina de programación que trabaja
interrupción por recepción de dato (Figura 22). Entonces el sistema reconoce
GPS
MICRO CONTROLADOR
Tx Rx Tx MAX232 PC
Rx
92
cada caracter de la trama que se envía desde el receptor y lo direcciona a una
posición en memoria.
Figura 22. Diagrama de almacenamiento de datos en memoria RAM
Dentro del microcontrolador la memoria RAM guarda todos los datos que van
llegando, en el momento que se llene la última posición de la memoria el PIC
empieza a leer los datos que almacenó.
Al tener los datos guardados en la memoria RAM del microcontrolador se
comprueba la versatilidad del dispositivo para procesar de manera masiva la
información, es decir recibir la trama completa, guardarla y enviarla
constantemente, en este punto se comienzan a seleccionar los bytes necesarios
para la identificación de la información especifica contenida en cada trama que se
recibida.
5.4.4 Enviar datos de configuración al GPS En esta etapa se deben tener en cuenta dos pasos:
93
Selección de caracteres de las tramas del formato NMEA
Selección de los mensajes NMEA a utilizar
a) Selección de caracteres de las tramas del formato NMEA Como se había mencionado en el marco teórico, el formato NMEA 0183 está
conformado por 5 tipos de mensaje:
$GPGGA
$GPVTG
$GPRMC
$GPGSA
$GPGSV.
La configuración de fábrica del receptor GPS trae activados todos los tipos de
mensaje excepto el $GPVTG, que se puede activar mediante programación.
Pero no todos los datos que entrega el receptor van a ser utilizados, es por esto
que se debe hacer la selección de los datos útiles para el desarrollo del proyecto.
Los datos a utilizar son:
Hora (h,m,s)
Fecha (ddmmyy)
Latitud (grados, min)
Longitud (grados, min)
Altitud (m)
Sentido (grados)
Velocidad (km/h)
Para poder seleccionar los datos hay que realizar un análisis de los tipos de
mensaje y la posición de los datos deseados.
94
Mensaje GGA (Sistema de posicionamiento global) $GPGGA,152145.000,4805.8193,N,01132.2317,E,1,04,2.5,607.75,M,47.6,M,,*67
Dentro de esta trama de información se seleccionaron los datos útiles (en negrilla)
para su procesamiento dentro del sistema, estos son:
$GPGGA: Identificación del mensaje
152145.000 : Hora universal (15h 21m 45.000s)
4805.8193: Latitud (48º 05.8193 min)
N: norte o (S para sur)
01132.2317: Longitud (011º 32.2317 min)
E: oriente o (W para occidente)
607.75: Altitud de la antena sobre el nivel del mar
M: metros
Con esta selección de datos, se determina la extensión de los datos a utilizar:
Mensaje GGA 72 bitios
Hora 06 bitios
Latitud 10 bitios (Incluyendo N o S)
Longitud 11 bitios (Incluyendo E o W)
Altitud 08 bitios (Incluyendo la unidad, m)
Mensaje VTG (Curso global de la tierra y velocidad de la tierra)
$GPVTG,169.3,T,,M,0.3,N,0.5,K*6B
Dentro de esta trama se seleccionaron solo los datos en negrilla, estos son:
95
$GPVTG: Identificación del mensaje
0.5: Velocidad (5 kilómetros por hora)
K: Kilómetros por hora
Con esta selección de datos, se determina la extensión de los datos a utilizar:
Mensaje VTG 32 bitios
Velocidad 03 bitios
o Mensaje RMC (Datos mínimos recomendados del GPS) $GPRMC,092516.000,A,4805.8021,N,01132.2243,E,1.9,183.8,270302,0.0,W*7B
Dentro de esta trama se seleccionaron solo los datos en negrilla, estos son:
$GPRMC Identificación del mensaje 183.8: Sentido 270302: Fecha (dia mes año – 27-Marzo-2002)
Con esta selección de datos, se determina la extensión de los datos a utilizar:
Mensaje RMC 70 bitios
Sentido 04 bitios
Fecha 06 bitios
La tabla 6, muestra los datos utilizados y su extensión, información importante
dentro del desarrollo del proyecto, ya que contiene las partes de la trama NMEA
0183, a utilizar en la visualización y almacenamiento.
96
Tabla 6. Mensajes NMEA utilizados
TIPO DE MENSAJE DATO EXTENSIÓN (Bitios)
Hora 6 Latitud 10 Longitud 11 Altura 8
GGA
Satélites en vista 2 VTG Velocidad (km/h) 4
Fecha 6 RMC Sentido 5 GSA Ninguno 0 GSV Ninguno 0
b) Selección de los mensajes NMEA a utilizar
Como resultado del análisis de la selección de caracteres de las tramas del
formato NMEA, es necesario la utilización de los mensajes GGA, RMC y VTG y la
desactivación de los mensajes GSA y GSV.
Para poder activar y desactivar mensajes el fabricante proporciona el siguiente
comando :
$P<código de fabricante><código del mensaje>
Donde:
Propietario: “P”
Código de fabricante: “TYC” de Tyco electronics aprobado por la NMEA
Código del mensaje: 1 Para activar el mensaje
0 Para desactivar el mensaje
97
Este proceso se realiza a través del microcontrolador que transmite por el puerto
serial al GPS los comandos para activar el mensaje VTG que contiene los
caracteres de kilómetros por hora y desactivar el GSA y el GSV, a través de la
siguientes líneas de programación:
MSG_GPS_1 DATA "$PTYCGSA,0"
MSG_GPS_2 DATA "$PTYCGSV,0"
MSG_GPS_3 DATA "$PTYCVTG,1"
El envío de este código al receptor se realiza cada vez que se inicializa el sistema,
es decir cuando sea desconectado totalmente y se realice el proceso de conexión
nuevamente.
5.4.5 Procesamiento de la información por el microcontrolador y visualización en la pantalla de cristal líquido
Una de las partes más importantes es la visualización de la información arrojada
por el receptor GPS y es por esto que se deben realizar unas rutinas para la LCD
en el programa del microcontrolador.
Es necesario conocer que datos se van a visualizar y su orden de aparición y el
direccionamiento de los caracteres (Tabla 7); para una LCD de 4 líneas por 20
caracteres (Figura 23), que es la utilizada en el proyecto.
98
Tabla 7. Distribución de caracteres de la LCD
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8A 8B 8C 8D 8E 8F 90 91 92 93LÍNEA 1 d d -- m m -- y y h h : m m : s s
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA CB CC CD CE CF D0 D1 D2 D3LÍNEA 2 L O N X X X º X X m X X X X k m h 94 95 96 97 98 99 9A 9B 9C 9D 9E 9F A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7LÍNEA 3 L A T X X º X X m X X X X X m s n
D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA DB DC DD DE DF E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7LÍNEA 4 D I R X X X . X º S I M P S X X
Figura 23. Visualización de caracteres a través de la LCD
Para el desarrollo de las rutinas se debe:
Ubicar los encabezados de cada trama que se encuentran guardados en
memoria RAM
Ubicar los bytes necesarios para la visualización
Realizar el conteo de caracteres para la indicación de la posición exacta
de los datos que se quieren visualizar
Tomar el valor que esta contenido en la ubicación
Pasar al registro de trabajo el valor requerido
Por último, llamar a la rutina LCD_CHAR que imprime en la pantalla
LCD los caracteres.
99
El envío de la información a la LCD se realiza mediante la configuración de dos
salidas del PIC las cuales contienen los datos seleccionados y acomodados a la
pantalla para ser visualizados de forma ordenada, la conexión entre los dos
componentes se ejecuta por los pines 0, 1, 2, 3 del puerto A y los pines 0,1 del
puerto E del microcontrolador.
Al tener los datos seleccionados e impresos en la pantalla LCD se tendrá
agrupada la información para que sistema tenga un periférico en el cual el
operador del mismo logre estar constantemente informado de los cambios y
variaciones dentro de su recorrido
La mayor dificultad en esta etapa es la visualización correcta de los caracteres en
la pantalla debido a que se sobreponen tramas innecesarias y la trama arrojada
por el receptor no es uniforme, la solución a este inconveniente surge con el envío
de una instrucción al firmware del GPS para desactivar o activar los mensajes
NMEA respectivamente y así bloquear o desbloquear lo componentes que se
reciben por parte del receptor, además de la identificación del inicio y final de cada
mensaje del formato y el conteo de cada caracter para conocer la posición exacta
de los bitios útiles.
5.4.6 Guardar la información en la memoria flash EEPROM
El proceso de almacenamiento es la etapa mas importante ya que se consolida la
información del sistema en general, se archivan los datos que envía el GPS
ordenados en el PIC (visualizados en la LCD) y se asigna una posición especifica
de la memoria.
100
El integrado 24LC512 es una memoria flash con capacidad de 64 kb que
proporciona una gran capacidad de almacenamiento para guardar los diferentes
eventos de movilidad de los vehículos.
Para la comunicación se utiliza el bus I²C, la conexión con el microcontrolador se
realiza a través de sólo 2 líneas, la de datos (SDA) y la de reloj (SCL) conectadas
a los pines RC4 y RC4 correspondientemente. La interfaz I²C permite disminuir la
cantidad de pines de control y de datos utilizados.
Acorde a su configuración, la interconexión de la memoria con el microcontrolador
se hace de forma serial, este selecciona un registro con un grupo de caracteres y
posteriormente asigna una posición en la memoria EEPROM donde finalmente se
almacenan los datos hasta que se realice un proceso de extracción por el
computador central.
Datos a guardar en memoria y volumen respectivo:
Hora 06 bitios
Latitud 10 bitios (Incluyendo N o S)
Longitud 11 bitios (Incluyendo E o W)
Altitud 08 bitios (Incluyendo la unidad, m)
Fecha 06 bitios
Velocidad 03 bitios
Dentro del desarrollo del sistema se realizan dos tipos de registros:
El primero almacena los datos de posición mencionados cada 15 minutos, con
el fin de hacer un registro de: ruta, tiempos de movilidad, ubicación y
promedios de velocidades del vehículo. El espacio ocupado en memoria para
101
esta función es de 48 bitios por dato, es decir, se grabará el recorrido del
vehículo durante una semana seguida ocupando 32.256 bitios de la memoria,
equivalente al 50.4% de la capacidad.
El segundo almacenamiento se realiza en los excesos de velocidad que
sobrepasen 80 km/h durante más de un minuto, en este caso serán
registrados. El espacio de memoria restante es decir el 49.6% equivalente a
31744 bitios será destinado a guardar hasta 661 excesos.
102
5.4.7 Desarrollo del programa del microcontrolador PIC (Programa principal): Este diagrama es una descripción global de la
programación del microcontrolador para el funcionamiento del sistema,
configuraciones y acciones del sistema.
103
Interrupciones
104
1RECIBIENDO
DATOS DESDE EL PC
DATO=”1"? RECORRER LA MEMORIA SI
DATO=”2"?
NO
SALIR
NO
LEER INFRACCIONES EN MEMORIA
SI
TRANSMITIR DATOS AL PC
FIN DATOS?
SALIR
SI
NO
LEER DATOS
ENVIAR DATOS AL PC
FIN DATOS?
SALIR
SI
NO
El diagrama de las interrupciones muestra las acciones realizadas por el
microcontrolador en dos tipos de casos: recepción de datos del Receptor GPS o
recepción de datos desde el computador
105
5.4.8 Realización de los programas de almacenamiento de datos en el computador
Figura 24. Etapas del software
Visual Basic El desarrollo del entorno de visual es esencial ya que significa la comunicación
directa del usuario con el sistema, a raíz de esto es necesario la creación de
diferentes tipos de formularios:
Inicio de sesión: al iniciar el programa la primera pantalla que verá el usuario es la
de “inicio de sesión” (Figura 25), en donde el usuario podrá registrarse para
acceder al sistema. Dependiendo del tipo de usuario que sea, tendrá ciertos
accesos y restricciones.
Figura 25. Formulario de inicio de sesión
Se pueden crear diferentes nombres de usuario con sus respectivas contraseñas
para el ingreso al software.
106
Página principal: Una vez accesado al sistema el usuario podrá ver la página
principal (Figura 26) que contiene tres tipos de preguntas, vehículos, eventos y
usuarios.
Figura 26. Pagina principal
Esta pantalla es el acceso a los diferentes servicios que tiene el software, a través
de esta el usuario encontrará otras pantallas para el registro de información nueva,
revisión de registros anteriores.
Haciendo clic sobre el botón de vehículos aparecerá en la pantalla una ventana
como la siguiente:
Figura 27. Formulario de inscripción de vehículos
107
Dependiendo del tipo de permisos que tenga, se pueden agregar registros a los
cuales se les asigna un código (1,2,3...n) consecutivo que depende del orden de
ingreso de datos al sistema. Esta ventana sirve para el ingreso de datos de los
vehículos y revisión de registros anteriores.
Además se ingresan datos tan importantes como la placa del vehículo, marca,
conductor y descripción, estos datos pueden ser completados por el usuario.
En la ventana de inscripción de vehículos, el usuario puede:
Si se retorna a la página principal y se pulsa “Eventos”; aparecerá en pantalla la
formularios de eventos (Figura 28). A través de este formulario se establece un
Código al vehículo, el tipo de vehículo, la velocidad, fecha, hora, longitud, latitud y
los diferentes iconos de acceso y restricciones a los formularios.
En este formulario con el ingreso del código se podrá visualizar la información
almacenada en la base de datos del sistema.
108
Figura 28. Formulario de eventos
El módulo de usuarios (Figura 29), puede ser accesado desde la página principal
en el botón “Eventos”, en esta pantalla se podrán revisar los usuarios existentes
en el sistema
Figura 29. Módulo de usuarios
109
Dando clic en el icono “permisos” aparecerá una pantalla en donde se podrán
modificar los autorizaciones a los usuarios seleccionados en el “módulo de
usuarios”, con la letra “S” se autoriza y con la letra “N” se desautoriza la utilización
de algún permiso (Figura 30).
En la creación de esta tabla el usuario puede tener 5 tipos de permiso:
Consulta
Inserción
Modificación
Eliminación
Reportes
Siendo “consulta” el primer caracter y “reportes“ el último dentro de la máscara
Figura 30. Formulario de permisos
Es necesario la utilización de un motor de bases de datos, es por esto que se
desarrolla una base de datos en MySQL, es importante resaltar que esta etapa es
trasparente para el usuario, pero este deberá tener el software instalado.
110
MySQL Un sistema de bases de datos es un modo de administrar listas de información, es
el soporte de los datos que entrega la memoria flash EEPROM en cada descarga
de información y visualizada en el entorno para el usuario.
Para dar un soporte a la información que es almacenada en el sistema es preciso
la creación de una base de datos: en este caso es llamada “seguimiento” con el
comando: CREATE DATABASE seguimiento_bd.
Creada la base de datos el siguiente paso es la creación de las diferentes tablas
que son las visualizadas en la tabla 8:
Tabla 8. Tablas de la base de datos
GEN USUARIO CÓDIGO GEN USUARIO NOMBRE GEN USUARIO LOGIN
TABLA DE USUARIOS
GEN USUARIO PASSWORD GEN EVENTO CÓDIGO GEN EVENTO VEHÍCULO GEN EVENTO FECHA GEN EVENTO HORA GEN EVENTO VELOCIDAD GEN EVENTO LATITUD
TABLA DE EVENTOS
GEN EVENTO LONGITUD GEN PERMISO CÓDIGO GEN PERMISO USUARIO GEN PERMISO MASPERVEH GEN PERMISO MASPEREVE
TABLA DE PERMISOS
GEN PERMISO MASPERUSU GEN VEHÍCULO CÓDIGO GEN VEHÍCULO PLACA GEN VEHÍCULO MARCA GEN VEHÍCULO CONDUCTOR
TABLA DE VEHÍCULOS
GEN VEHÍCULO DESCRIPCIÓN
La inserción de las tablas anteriores en MySQL se realiza a través del comando:
CREATE TABLE GEN_NOMBRE
111
Figura 31. Línea de comandos MySQL
Creada la base de datos y sus tablas correspondientes, es posible el
almacenamiento de datos y la búsqueda de los mismos a través del motor de
bases de datos (Figura 31).
112
5.4.9 Programa del almacenamiento de datos en el PC
113
A
MOSTRAR FORMULARIO DE
VEHÍCULOS
AGREGAR REGISTRO?
MODIFICAR REGISTRO?
BORRAR REGISTRO?
SALIR?
VOLVER AL FORMULARIO
PRINCIPAL
FIN
INGRESAR DATOS DEL NUEVO REGISTRO
VALIDAR DATOSAGREGAR
REGISTRO A LA BASE DE DATOS
E
MODIFICAR DATOS DEL REGISTRO VALIDAR DATOS
MODIFICAR REGISTRO A LA BASE DE DATOS
E
EPEDIR CONFIRMACIÓN
CONFIRMACIÓN POSITIVA?
BORRAR REGISTRO EN LA BASE DE
DATOS
E
E
NO
SI
SI
NO
SISI
NONO
SI
NO
114
B
MOSTRAR FORMULARIO DE
EVENTOS
AGREGAR REGISTRO?
MODIFICAR REGISTRO?
BORRAR REGISTRO?
SALIR?
VOLVER AL FORMULARIO
PRINCIPAL
FIN
INGRESAR DATOS DEL NUEVO REGISTRO
VALIDAR DATOSAGREGAR
REGISTRO A LA BASE DE DATOS
E
MODIFICAR DATOS DEL REGISTRO VALIDAR DATOS
MODIFICAR REGISTRO A LA BASE DE DATOS
E
EPEDIR CONFIRMACIÓN
CONFIRMACIÓN POSITIVA?
BORRAR REGISTRO EN LA BASE DE
DATOS
E
E
NO
SI
SI
NO
SISI
NONO
SI
NO
115
C
MOSTRAR FORMULARIO DE
USUARIOS
AGREGAR REGISTRO?
MODIFICAR REGISTRO?
BORRAR REGISTRO?
SALIR?
VOLVER AL FORMULARIO
PRINCIPAL
FIN
INGRESAR DATOS DEL NUEVO REGISTRO
VALIDAR DATOSAGREGAR
REGISTRO A LA BASE DE DATOS
E
MODIFICAR DATOS DEL REGISTRO VALIDAR DATOS
MODIFICAR REGISTRO A LA BASE DE DATOS
E
EPEDIR CONFIRMACIÓN
CONFIRMACIÓN POSITIVA?
BORRAR REGISTRO EN LA BASE DE
DATOS
E
E
NO
SI
SI
NO
SISI
NONO
SI
NO
116
117
Estos diagramas de flujo resumen el proceso realizado por el software dentro del
desarrollo del sistema, como:
Adquisición de datos desde el hardware
Proceso realizado en cada formulario
Almacenamiento en la base de datos
Registros (Almacenamiento, cambios, eliminación)
5.4.10 Especificaciones del sistema
Tensión nominal de alimentación 12V
Consumo del circuito 210mA
Batería de reserva 12V
Tiempo de sincronización receptor GPS (cold start) 5 - 8 minutos
Tiempo de sincronización receptor GPS (warm Start) 40 – 100 seg.
118
5.4.11 Esquemático del sistema
RELE
8851+5V-
- +
OUT
IN
LM7805
GPS+
-
RX GPS
TX GPS
ANTENA
24LC512
81
9
8
5
43
2
LED-
LED+
D7D6
D5
D4
E
RW
RSVO
VDD
VSS
LCD
1213
14
18
40
2120
1
18F452
39
3837
36
3534
33
3231
LTRB1
RB0
74LS48
8 4 2 1
23
25
26 TX GPSRX GPS
MAX232
1 16
15
910
876
3
19
+V
5V
Q32N2222
+12V
+V5V
+
10uF
+10uF
+10uF
+
10uF
+V5V
10uF
+V5V
22pF
+V5V
+V 5V
2N3904
2N3904
+V
5V
+V5V
+V5V
20MHZ
U1
10k
10k
10k
10k
10k
1k
10k
119
Esquemático del sistema de autocarga
BATERIAC
NC
NA
2N3904
2N3904
+6V
+V
+
4700uF
1N4007
100nF
IN
COM
OUT
LM7806
100nF
+
470uF
1N4007
+V
12V
4.7k
18k
470
1k
470
33 x 5W
4701k
120
5.4.12 Pistas
121
CONCLUSIONES
1. La implementación de un sistema de medición de velocidad con un receptor
GPS, ofrece resultados óptimos gracias a su universalidad, es decir que se
puede instalar en cualquier vehículo sin importar el tipo de combustible,
arrojando datos acertados de velocidad, sin necesidad de intervención
alguna de las partes mecánicas del mismo.
2. El computador que se utilice para el manejo de la información, debe tener
instalado el software MySQL, para el tratamiento de las bases de datos
(aunque esta etapa es transparente para el usuario).
3. La instalación del software Visual Basic, no es necesaria ya que el
programa de interfaz con el usuario trae instalador.
4. El GPS debe tener una cantidad mínima de 4 satélites en vista para tener
datos confiables y poder sincronizar el dispositivo.
5. La memoria de almacenamiento esta diseñada para guardar los datos por
un tiempo de hasta una semana, pasado este tiempo si no se realiza la
descarga de datos, se sobrescriben, empezando por los primeros datos
almacenados. Si existe un fallo de alimentación principal y de reserva la
memoria guardará los eventos registrados antes de la falla.
122
6. La batería de reserva, gracias al sistema de auto carga alimentará el
módulo de seguimiento por un máximo de 4 horas constantes, si es
apagada la fuente principal, ya que el consumo del circuito es de 210 mA.
7. El desarrollo del sistema de monitoreo se enfocó en la interfaz con el
usuario, brindando un valor agregado a las empresas que lo vayan a
implementar por ser una herramienta de apoyo en el control de flota en
carreteras abiertas.
8. El usuario final cuenta con la posibilidad de tener la exactitud bajo un
desarrollo de alto rendimiento y seguridad para administrar los datos tanto
en el módulo móvil como en el computador principal de la empresa. 9. Los cambios mecánicos del vehiculo no afectan el sistema de monitoreo a
diferencia de otros sistemas gracias a la detección de las variables por
GPS.
123
RECOMENDACIONES
La elección de un receptor GPS como sensor de velocidad, además de ser una
solución para la medición de la velocidad es una puerta para la ampliación del
sistema ya que sus aplicaciones como navegador, hacen que el usuario pueda
tener acceso a diversos servicios como:
Transmisión de los datos del GPS en tiempo real a una central de monitoreo,
vía celular (GPRS).
Ensamble de los datos con un mapa digital o la creación de rutas digitales
especificas de acuerdo al usuario.
Aplicaciones de seguridad vehicular.
La velocidad de alarma podrá ser modificada en el software del
microcontrolador.
124
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DUBOIS, Paul. Edición especial: MySQL, Madrid: Prentice Hall, 2001. 789p.
El RABBANY, Ahmed. Introduction to GPS: The Global Positioning System,
Boston: Artech House, 2002. 176p.
HOFFMAN Bernhard; LINCHTENEGGER Herbert y COLLINS James. Global
Positioning System (GPS) : Theory and practice, 3ra ed., NewYork: Springer
Verlag, 1994. 370p.
INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS. Documentación.
Presentación de tesis, trabajos de grado y otros trabajos de investigación. Quinta
actualización. Bogotá D.C.: ICONTEC, 2002. 34P. NTC 1486.
INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS. Documentación.
Numeración de divisiones y subdivisiones en documentos escritos. Segunda
actualización. Bogotá D.C.: ICONTEC, 2001. 4P. NTC 1075.
INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS. Referencias documentales
para fuentes de información electrónicas. Bogotá D.C.: ICONTEC, 2002. 23P. NTC
4490.
WELLS, David, Guide to GPS Positioning, Fredericton, New Brunswick: Canadian
GPS Associates, 1987. 198p.
125
1. FRP, U.S. Federal Radionavigation Plan 2005 [citado 01/04/06 10:30].
http://www.navcen.uscg.gov/pubs/frp2005/2005%20FRP%20WEB.pdf
2. Atlas, [citado 20/03/06 13:00]. http://go.hrw.com/atlas/span_htm/world.htm
3. Gurtner, W. ”RINEX Version 2.20: Modifications to Acomódate Low Herat
Orbiter Data,” ftp://ftp.unibe.ch/aiub/rinex/rnx_leo.txt. [citado 02/03/06
20:30]
4. Trimble, receptor lassen SK II [citado 02/03/06 17:40].
http://www.trimble.com/gps
5. Tyco electronics, receptor gps [citado 31/03/06 20:40].
http://www.tycoelectronics.com/gps/
6. NMEA, asociación, [citado 05/05/06 19:50]. http://www.nmea.org/
7. Microchip, [citado 02/03/06 09:00]. http://www.microchip.com/
8. Eccel ingeniería; [citado 04/04/06 14:30] http://www.eccel.net
126
ANEXOS
Anexo A Resolución 1122 de 2005
REPUBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE TRANSPORTE RESOLUCIÓN 1122 DE 2005 ( 26 de Mayo de
2005 ) “Por la cual se establecen medidas especiales para la prevención de la accidentalidad de los vehículos de transporte público de pasajeros y se deroga la Resolución No. 865
de 2005 y los artículos 1, 2 y 3 de la Resolución No. 4110 de 2004.” EL MINISTRO DE TRANSPORTE En ejercicio de sus facultades legales, en especial las conferidas por la Ley 769 de 2002 y el Decreto 2053 del 23 de julio de 2003, y
CONSIDERANDO:
Que la Ley 769 de 2002 -Código Nacional de Tránsito- contempla como uno de sus principios el velar por la seguridad de los usuarios. Que el artículo 7° de la citada Ley determina que las autoridades de tránsito velarán por la seguridad de las personas y las cosas en la vía pública y privadas abiertas al público. Que los artículos 106 y 107 de la misma Ley 769 de 2002, establece que la velocidad máxima permitida en vías urbanas será de sesenta (60) kilómetros por hora y en zonas rurales será de ochenta (80) kilómetros por hora. Que el Decreto 3366 de 2003 prevé sanción de multa para las empresas de transporte público de pasajeros por carretera y de servicio especial y para los propietarios de los vehículos particulares que prestan el servicio de transporte escolar, por permitir la prestación del servicio sin las necesarias condiciones de seguridad.
RESUELVE
ARTÍCULO PRIMERO: Las empresas de transporte público de pasajeros por carretera y de servicio público especial, deberán dotar a sus equipos autorizados para la prestación del servicio, de una serie de elementos al interior de los mismos que permitan el control de la velocidad por parte de los usuarios y de la misma empresa de transporte. Igualmente los propietarios de vehículos particulares autorizados para la prestación del servicio escolar conforme al Decreto 174 de 2001 y los vehículos de servicio particular
127
pertenecientes a los establecimientos educativos, también deberán instalar los mismos elementos de control de velocidad de que trata el presente artículo. Los elementos mencionados deberán contener como mínimo:
a) Un dispositivo sonoro que se active cuando se sobrepase el límite máximo de velocidad autorizado por el Código Nacional de Tránsito Terrestre.
b) Una pantalla digital que registre la velocidad a la que transita el vehículo. c) Un sistema de almacenamiento de información que guarde la placa del vehículo,
los eventos en que se exceda la velocidad permitida por más de un (1) minuto y que registre como mínimo: • Hora del día. • Fecha. • Velocidad máxima alcanzada en cada evento. • Tiempo que duro el exceso de la velocidad permitida de cada evento. • Un sistema de lectura de información.
d) Un sistema de chequeo. e) Una calcomanía de información a los usuarios.
PARÁGRAFO: Las empresas deberán verificar permanentemente el estado de funcionamiento de los elementos de control de velocidad descritos en el presente artículo. ARTÍCULO SEGUNDO: El dispositivo sonoro de que trata el artículo primero de la presente resolución, deberá cumplir, como mínimo, con los siguientes aspectos técnicos:
a) Intensidad, frecuencia y forma de medición: Emitirá una señal acústica no menor a 75 (setenta y cinco), ni mayor a 90 (noventa) decibeles (db), medida a 10 centímetros de éste y frecuencia comprendida entre 1.500 (mil quinientos) y 4.000 (cuatro mil) hertz.
b) Tipo de señal: La señal acústica deberá ser de emisión continua y uniforme o corresponder a un mensaje de voz (referente al exceso de velocidad)
c) Tipos de alarma: Tipo 1: Dispositivo sonoro que se activa una vez el vehículo alcance los 61 km/h (sesenta y un kilómetros por hora) y se desactiva solamente cuando se alcance una velocidad menor a 58 km/h (cincuenta y ocho kilómetros por hora). Tipo 2: Dispositivo sonoro que se activa una vez el vehículo alcance los 81 km/h (ochenta y un kilómetros por hora) y se desactiva solamente cuando se alcance una velocidad menor 78 km/h (setenta y ocho kilómetros por hora). Tipo 3: Dispositivo sonoro que cuenta con una llave o elemento físico o electrónico de seguridad que le permite modificar la velocidad de activación o
128
desactivación, permitiendo cumplir únicamente las velocidades de activación y desactivación contempladas en las alarmas tipo 1 y tipo 2.
d) Ubicación: la alarma o dispositivo sonoro se deberá instalar en la parte delantera del vehículo, dentro del área dispuesta para los pasajeros. Dicha alarma también deberá ser audible para el conductor del vehículo.
e) Tipo de alarma de acuerdo con la modalidad de servicio: • Los vehículos de transporte público de pasajeros por carretera deberán
instalar la alarma Tipo 2. • Los vehículos de transporte público especial que movilicen pasajeros
únicamente dentro de las zonas urbanas, los vehículos particulares autorizados para la prestación del servicio de transporte escolar y los vehículos de propiedad de los establecimientos educativos que prestan el servicio de transporte escolar deberán instalar la alarma tipo 1.
• Los vehículos de transporte público especial que presten servicio dentro de las zonas urbanas y en carreteras deberán instalar la alarma tipo 3. La activación de la llave de seguridad será responsabilidad de los acompañantes o monitores de ruta, para el caso del transporte escolar y de los Gerentes de las empresas cuando se trate de otro tipo de servicio diferente a éste.
ARTÍCULO TERCERO: La pantalla digital de que trata el artículo primero de la presente resolución, deberá cumplir como mínimo, con los siguientes aspectos técnicos:
a) Dimensiones: Deberá tener un mínimo de dos (2) dígitos de cuarenta y cinco (45) milímetros de altura, en los vehículos clase bus y buseta y quince (15) milímetros de altura, en los vehículos clase microbús, camioneta y automóvil. Serán de color rojo, verde o ámbar y llevarán el texto km/h, del mismo tamaño de los dígitos, al lado derecho de la cifra registrada para indicar que ésta corresponde a los kilómetros por hora de velocidad que registra el vehículo, de acuerdo como se muestra en la siguiente figura.
b) Ubicación: La pantalla digital deberá instalarse en la parte superior delantera del vehículo, dentro del área dispuesta para los pasajeros y la cifra que marque deberá corresponder con la velocidad en kilómetros por hora que desarrolle el vehículo. La velocidad que registre la pantalla digital deberá, también, corresponder con la registrada por el velocímetro del vehículo que
Km/h
129
ARTÍCULO CUARTO: El sistema de chequeo de que trata el artículo primero de la presente resolución consistirá en un elemento mecánico o electrónico que permita verificar el funcionamiento del dispositivo sonoro y la pantalla digital, el cual una vez sea activado, en estado de reposo, deberá emitir el sonido del dispositivo sonoro y marcar en la pantalla digital la cifra de la velocidad máxima autorizada para transitar, es decir, sesenta (60) kilómetros por hora en la alarma tipo 1, ochenta (80) kilómetros por hora en la alarma tipo 2 y la velocidad correspondiente a la activación en que se tenga la alarma tipo 3. PARÁGRAFO PRIMERO: Las autoridades de tránsito podrán en cualquier tiempo verificar la existencia y funcionamiento de estos dispositivos. Así mismo, cada vez que se realice la revisión técnico-mecánica de los vehículos de transporte público de pasajeros por carretera de servicio público especial y de los demás vehículos autorizados para la prestación del servicio de transporte escolar, deberá realizarse dicha verificación. ARTÍCULO QUINTO: Para informar sobre la existencia del dispositivo de control de velocidad a los usuarios de los vehículos de transporte público de pasajeros por carretera, de servicio público especial, los vehículos particulares autorizados para la prestación del servicio de transporte escolar y los vehículos de propiedad de los establecimientos educativos que prestan el servicio de transporte escolar, deberá colocarse una calcomanía. PARÁGRAFO: La calcomanía a que hace referencia el presente artículo será de fondo blanco y letras negras. Las letras serán tipo arial con una altura mínima siete (7) milímetros en los vehículos clase bus, buseta y microbús y cuatro (4) milímetros en los vehículos clase camioneta y automóvil. La información sobre el teléfono del tránsito urbano deberá corresponder al de las autoridades de la ciudad en donde tiene sede principal la empresa o el colegio y deberá colocarse únicamente en los vehículos de servicio público especial, los vehículos particulares autorizados para la prestación del servicio de transporte escolar y los vehículos de propiedad de los establecimientos educativos que prestan el servicio de transporte escolar. ARTÍCULO SEXTO: La medición de la velocidad podrá realizarse a través de señal satelital o sobre elementos eléctricos o mecánicos del vehículo, siempre que se garantice la activación de la alarma sonora cuando se sobrepasen los límites de velocidad autorizados y se logre que la medición sea concordante con la velocidad registrada por el velocímetro del vehículo. ARTÍCULO SÉPTIMO: Para la instalación del dispositivo sonoro, la pantalla digital, el sistema de almacenamiento de información, el botón de chequeo y la calcomanía enunciados en los artículos anteriores, los vehículos de transporte público de pasajeros
130
por carretera, de servicio público especial, los vehículos particulares autorizados para la prestación del servicio de transporte escolar y los vehículos de propiedad de los establecimientos educativos que prestan el servicio de transporte escolar, contarán con el siguiente plazo:
MODELOS DE LOS VEHÍCULOS PLAZO DE INSTALACIÓN 2005 a 1999 Hasta el 31 de agosto de 2005 1998 a 1991 Hasta el 30 de septiembre de 2005
1990 y anteriores Hasta el 30 de noviembre de 2005 PARÁGRAFO: Los vehículos que con anterioridad a la expedición del presente acto administrativo instalaron los dispositivos sonoros y luminosos para el control de velocidad, con base en lo reglamentado en las Resoluciones No. 4110 de 2004 y 865 de 2005, tendrán plazo hasta el 30 de noviembre de 2005 para dar cumplimiento a lo exigido en la presente disposición. ARTÍCULO OCTAVO: Los vehículos clase campero que prestan el servicio público de transporte de pasajeros por carretera quedan exentos de la instalación del dispositivo sonoro, la pantalla digital, el botón de chequeo y la calcomanía exigidos en la presente resolución. ARTÍCULO NOVENO: Una vez vencidas las fechas previstas en el artículo séptimo de la presente resolución, las terminales de transporte no permitirán el despacho de los vehículos de transporte de pasajeros por carretera que no porten el dispositivo sonoro, la pantalla digital, el sistema de almacenamiento de información, el botón de chequeo y la calcomanía exigidos en esta disposición. ARTÍCULO DÉCIMO: Todos los vehículos homologados por el Ministerio de Transporte y que se matriculen en cualquier Oficina de Tránsito del país, cuyo modelo corresponda a los años 2007 o posteriores, que se ensamblen, fabriquen, importen al país, para la prestación del servicio de transporte público de pasajeros por carretera, el servicio público especial y el servicio privado de transporte escolar, deberán garantizar que estos equipos cuenten con los elementos para el control de velocidad descritos en la presente Resolución, además de lo señalado en el artículo once de la misma. ARTÍCULO ONCE: Los vehículos modelo 2007 y posteriores deberán traer de fabrica un tacógrafo digital o aparato de control, con la finalidad de indicar, registrar y almacenar, automática o semiautomáticamente, datos referentes a la marcha de dichos vehículos y los tiempos de trabajo de sus conductores, de conformidad con el reglamento técnico que expida el Ministerio de Transporte en un plazo no mayor de dos (2) meses.
131
ARTÍCULO DOCE: Las empresas de transporte público de pasajeros por carretera, de servicio público especial y los propietarios de los vehículos particulares autorizados para la prestación del servicio de transporte escolar que permitan el despacho de sus vehículos vinculados, sin el cumplimiento de los requisitos establecidos en la presente resolución, serán sancionados conforme a lo establecido en el Decreto 3366 de 2003, de acuerdo con la modalidad de servicio. ARTÍCULO TRECE: La presente Resolución rige a partir de su publicación y deroga la Resolución No. 865 de 2005 y los artículos 1, 2 y 3 de la Resolución No. 4110 de 2004. PUBLÍQUESE Y CÚMPLASE. Dada en Bogotá, D.C., a los 26 MAY 2005 Original firmado por ANDRÉS URIEL GALLEGO HENAO Ministro de Transporte Anexo B Decreto Número 1360 De 1989 Decreto 1360 de 1989 (23 de junio de 1989) “por el cual se reglamenta la inscripción del soporte lógico (software) en el Registro Nacional del Derecho de Autor.” El Presidente de la Republica de Colombia, en ejercicio de la facultad consagrada en el numeral 3o. del artículo 120 de la Constitución Política, DECRETA: Artículo 1 De conformidad con lo previsto en la Ley 23 de 1982 sobre Derechos de Autor, el soporte lógico (software) se considera como una creación propia del dominio literario. Artículo 2 El soporte lógico (software) comprende uno o varios de los siguientes elementos: el programa de computador, la descripción de programa y el material auxiliar. Artículo 3 Para los efectos del artículo anterior se entiende por: a) "Programa de computador": la expresión de un conjunto organizado de instrucciones, en lenguaje natural o codificado, independientemente del medio en que se encuentre
132
almacenado, cuyo fin es el de hacer que una máquina capaz de procesar información, indique, realice u obtenga una función, una tarea o un resultado específico. b) "Descripción de un Programa”: una presentación completa de procedimientos en forma idónea, lo suficientemente detallada para determinar un conjunto de instrucciones que constituya el programa de computador correspondiente. c) "Material auxiliar": todo material, distinto de un programa de computador o de una descripción de programa, creado para facilitar su comprensión o aplicación, como por ejemplo descripción de problemas e instrucciones para el usuario. Artículo 4 El soporte lógico (software), será considerado como obra inédita, salvo manifestación en contrario hecha por el titular de los derechos de autor. Artículo 5 Para la inscripción del soporte lógico (software) en el Registro Nacional del Derecho de Autor, deberá diligenciarse una solicitud por escrito que contenga la siguiente información: 1. Nombre, identificación y domicilio del solicitante, debiendo manifestar si habla a nombre propio o como representante de otro en cuyo caso deberá acompañar la prueba de su representación. 2. Nombre e identificación del autor o autores. 3. Nombre del productor. 4. Título de la obra, año de creación, país de origen, breve descripción de sus funciones, y en general, cualquier otra característica que permita diferenciarla de otra obra de su misma naturaleza. 5. Declaración acerca de si se trata de obra original o si por el contrario, es obra derivada. 6. Declaración acerca de si la obra es individual, en colaboración, colectiva, anónima, seudónima o póstuma. Artículo 6 A la solicitud de que trata el artículo anterior, deberá acompañarse por lo menos uno de los siguientes elementos: el programa de computador, la descripción del programa y/o el material auxiliar. Artículo 7
133
La protección que otorga el derecho de autor al soporte lógico (software) no excluye otras formas de protección por el derecho común. Artículo 8 Este Decreto rige a partir de la fecha de su publicación. Publíquese y cúmplase Dado en Bogotá, D.E., a los 23 de junio de 1989 (Fdo.) Virgilio Barco El Ministro de Gobierno, (Fdo.) Raúl Orejuela Bueno.
134
Anexo C. Esquemático de la placa de interconexión de dispositivos
135
Anexo D. Código fuente ; PROGRAMA: GPS ; DISTRIBUCION PINES: ; RA0 = OUTPUT LCD D4 ; RA1 = OUTPUT LCD D5 ; RA2 = OUTPUT LCD D6 ; RA3 = OUTPUT LCD D7 ; RE0 = OUTPUT LCD RS ; RE1 = OUTPUT LCD E ; RC4 = OUTPUT TX PC ; RC5 = INPUT RX PC ; RC6 = OUTPUT TX GPS ; RC7 = INPUT RX GPS PROCESSOR 18F452 INCLUDE<P18F452.INC>INCLUDE<REGISTROS.INC> INCLUDE<CONSTANTES.INC> INCLUDE<MACROS.INC> ; INICIO DEL PROGRAMA ORG 00 GOTO PRINCIPAL ORG 08 GOTO INTERRUPC ;================================== ; PROGRAMA PRINCIPAL CLRF BSR CLRF LATA CLRF LATB CLRF LATC CLRF LATD CLRF LATE ; Configurar Puertos MOVLW B'00000000' MOVWF TRISA MOVLW B'00000001' MOVWF TRISB MOVLW B'10100000' MOVWF TRISC CLRF TRISD CLRF TRISE CLRF PORTA CLRF PORTB CLRF PORTC CLRF PORTD CLRF PORTE ; Configurar Conversor AD MOVLW B'11000000' MOVWF ADCON0 MOVLW B'00000110'
MOVWF ADCON1 ; Configurar Puerto Serie MOVLW B'10010000' MOVWF RCSTA MOVLW B'00100000' MOVWF TXSTA MOVLW .64 ;4800Bd MOVWF SPBRG ; Retardo Inicial DELAY_MS .250 ; Limpiar RAM () LFSR FSR0, 00 CLR0 CLRF POSTINC0 BTFSS FSR0H, 2 GOTO CLR0 ; Inicializar Registros MOVLW 01 MOVWF FUNCION_L CLRF FUNCION_H ; Configurar Pantalla LCD CALL CONFIG_LCD DELAY_MS .200 CALL CONFIG_LCD DELAY_MS .200 PRINT_LCD L1, MSG_INICIO ; Configurar GPS DELAY_MS .200 BSF PWR_GPS DELAY_MS .250 DELAY_MS .250 DELAY_MS .250 DELAY_MS .250 PRINT_GPS MSG_GPS_1 MOVLW .10 CALL TRANS_GPS MOVLW .13 CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_1 MOVLW .10 CALL TRANS_GPS MOVLW .13 CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_1 MOVLW .10 CALL TRANS_GPS MOVLW .13 CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_2
136
MOVLW 0A CALL TRANS_GPS MOVLW 0D CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_2 MOVLW 0A CALL TRANS_GPS MOVLW 0D CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_2 MOVLW 0A CALL TRANS_GPS MOVLW 0D CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_3 MOVLW 0A CALL TRANS_GPS MOVLW 0D CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_3 MOVLW 0A CALL TRANS_GPS MOVLW 0D CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 PRINT_GPS MSG_GPS_3 MOVLW 0A CALL TRANS_GPS MOVLW 0D CALL TRANS_GPS DELAY_MS .200 CLRF RCREG CLRF RCSTA NOP NOP MOVLW B'10010000' MOVWF RCSTA ; Configurar interrupciones CLRF INTCON CLRF RCON CLRF IPR1 CLRF IPR2 BSF INTCON, GIE BSF INTCON, PEIE BSF PIE1, RCIE CICLO GOTO CICLO
; RUTINAS DE INTERRUPCIONES INTERRUPC MOVWF WREG_TEMP MOVFF STATUS, STAT_TEMP MOVFF BSR, BSR__TEMP BTFSC PIR1, RCIF GOTO ES_RX_GPS EXIT_ISR MOVFF BSR__TEMP, BSR MOVF WREG_TEMP, W MOVFF STAT_TEMP, STATUS RETFIE ; INTERRUPCION PARA RECEPCION/TRANSMISION DESDE EL GPS ;================================== ES_RX_GPS MOVF RCREG, W MOVWF DATO_GPRX CALL TRANS_GPS BTFSC FUNCION_L, 0 GOTO WAIT_S BTFSC FUNCION_L, 1 GOTO WAIT_G BTFSC FUNCION_L, 2 GOTO WAIT_P BTFSC FUNCION_L, 3 GOTO WAIT_GVR BTFSC FUNCION_L, 4 GOTO WAIT_GTM BTFSC FUNCION_L, 5 GOTO WAIT_AGC BTFSC FUNCION_L, 6 GOTO PINTAR EXIT_RX_GPS BCF PIR1, RCIF GOTO EXIT_ISR TRANS_GPS BTFSS TXSTA, TRMT GOTO TRANS_GPS MOVWF TXREG RETURN ;================================== ; RUTINAS DE RX DESDE EL GPS
137
;================================== WAIT_S MOVLW "$" CPFSEQ DATO_GPRX GOTO EXIT_RX_GPS MOVLW 02 MOVWF FUNCION_L GOTO EXIT_RX_GPS WAIT_G MOVLW "G" CPFSEQ DATO_GPRX GOTO EXIT_RX_GPS MOVLW 04 MOVWF FUNCION_L GOTO EXIT_RX_GPS WAIT_P MOVLW "P" CPFSEQ DATO_GPRX GOTO EXIT_RX_GPS MOVLW 08 MOVWF FUNCION_L GOTO EXIT_RX_GPS WAIT_GVR MOVLW "G" CPFSEQ DATO_GPRX GOTO WAIT_GVR2 MOVLW 10 MOVWF FUNCION_L MOVLW 01 MOVWF TIPO_PROT GOTO EXIT_RX_GPS WAIT_GVR2 MOVLW "V" CPFSEQ DATO_GPRX GOTO WAIT_GVR3 MOVLW 10 MOVWF FUNCION_L MOVLW 02 MOVWF TIPO_PROT GOTO EXIT_RX_GPS WAIT_GVR3 MOVLW "R" CPFSEQ DATO_GPRX GOTO EXIT_RX_GPS MOVLW 10 MOVWF FUNCION_L MOVLW 04 MOVWF TIPO_PROT GOTO EXIT_RX_GPS WAIT_GTM MOVLW 20 MOVWF FUNCION_L GOTO EXIT_RX_GPS
WAIT_AGC MOVLW 40 MOVWF FUNCION_L CLRF CONTADOR_ LFSR FSR0, 0500 GOTO EXIT_RX_GPS BTFSC TIPO_PROT, 0 LFSR FSR0, 0300 BTFSC TIPO_PROT, 1 LFSR FSR0, 0400 BTFSC TIPO_PROT, 2 LFSR FSR0, 0500 GOTO EXIT_RX_GPS PINTAR MOVF DATO_GPRX, W MOVWF POSTINC0 INCF CONTADOR_, F MOVLW .60 CPFSGT CONTADOR_ GOTO EXIT_RX_GPS LEER_RAM BTFSC TIPO_PROT, 0 GOTO LEER_GGA BTFSC TIPO_PROT, 1 GOTO LEER_VTG BTFSC TIPO_PROT, 2 GOTO LEER_AGC FIN_LEER MOVLW 01 MOVWF FUNCION_L CLRF RCREG CLRF RCSTA NOP NOP MOVLW B'10010000' MOVWF RCSTA GOTO EXIT_RX_GPS LEER_GGA LFSR FSR0, 0500 INCF FSR0L, F MOVLW 80 CALL LCD_CTL MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVLW "h" CALL LCD_CHAR MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR
138
INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVLW "m" CALL LCD_CHAR MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVLW "s" CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F INCF FSR0L, F INCF FSR0L, F INCF FSR0L, F INCF FSR0L, F MOVLW 99 CALL LCD_CTL MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVLW "d CALL LCD_CHAR MOVLW "e" CALL LCD_CHAR MOVLW "g" CALL LCD_CHAR MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F
MOVF INDF0, W CALL LCD_CHAR INCF FSR0L, F MOVLW "m" CALL LCD_CHAR MOVLW "i" CALL LCD_CHAR MOVLW "n" CALL LCD_CHAR GOTO FIN_LEER LEER_VTG GOTO FIN_LEER LEER_AGC GOTO FIN_LEER PRINT_CMD NEXT_CMD TBLRD*+ MOVLW 00 CPFSGT TABLAT RETURN MOVF TABLAT, W CALL TRANS_GPS GOTO NEXT_CMD ;================================== ; RUTINAS DE IMPRESION ;================================== PRINT_DIGITOS_6 SWAPF BCD_REG_0, W ANDLW 0F XORLW 00 BTFSS STATUS, Z GOTO PRINT_D6 MOVLW " " CALL LCD_CHAR PRINT_DIGITOS_5 MOVF BCD_REG_0, W ANDLW 0F XORLW 00 BTFSS STATUS, Z GOTO PRINT_D5 MOVLW " " CALL LCD_CHAR PRINT_DIGITOS_4 SWAPF BCD_REG_1, W ANDLW 0F XORLW 00 BTFSS STATUS, Z GOTO PRINT_D4 MOVLW " " CALL LCD_CHAR MOVLW " "
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CALL LCD_CHAR PRINT_DIGITOS_3 MOVF BCD_REG_1, W ANDLW 0F XORLW 00 BTFSS STATUS, Z GOTO PRINT_D3 MOVLW " " CALL LCD_CHAR PRINT_DIGITOS_2 SWAPF BCD_REG_2, W ANDLW 0F XORLW 00 BTFSS STATUS, Z GOTO PRINT_D2 MOVLW " " CALL LCD_CHAR GOTO PRINT_D1 PRINT_D6 SWAPF BCD_REG_0, W ANDLW 0F ADDLW .48 CALL LCD_CHAR PRINT_D5 MOVF BCD_REG_0, W ANDLW 0F ADDLW .48 CALL LCD_CHAR PRINT_D4 SWAPF BCD_REG_1, W ANDLW 0F ADDLW .48 CALL LCD_CHAR MOVLW "." CALL LCD_CHAR PRINT_D3 MOVF BCD_REG_1, W ANDLW 0F ADDLW .48 CALL LCD_CHAR PRINT_D2 SWAPF BCD_REG_2, W ANDLW 0F ADDLW .48 CALL LCD_CHAR PRINT_D1 MOVF BCD_REG_2, W ANDLW 0F ADDLW .48 CALL LCD_CHAR RETURN ; RUTINAS DE LA PANTALLA LCD ;================================== CONFIG_LCD
MOVLW 02 CALL LCD_CTL MOVLW 28 ; 0 0 1 DL N F X X CALL LCD_CTL MOVLW 06 ; 0 0 0 0 0 1 ID S CALL LCD_CTL MOVLW 0C ; 0 0 0 0 1 D C B CALL LCD_CTL MOVLW 10 ; 0 0 0 1 SC RL X X CALL LCD_CTL MOVLW 01 ; 0 0 0 0 0 0 0 1 CALL LCD_CTL RETURN LCD_CTL MOVWF TEMP__LCD MOVLW 0F0 ANDWF PORT__LCD, F BCF RS GOTO SEND_LCD LCD_CHAR MOVWF TEMP__LCD MOVLW 0F0 ANDWF PORT__LCD, F BSF RS GOTO SEND_LCD SEND_LCD BSF E SWAPF TEMP__LCD, F MOVF TEMP__LCD, W ANDLW 0F IORWF PORT__LCD, F DELAY_MS 01 BCF E MOVLW 0F0 ANDWF PORT__LCD, F DELAY_MS 01 BSF E SWAPF TEMP__LCD, W ANDLW 0F IORWF PORT__LCD, F DELAY_MS 01 BCF E DELAY_MS 01 RETURN PRINT_MSG CLRF CONTADOR_
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NEXT_CHAR TBLRD*+ MOVLW 00 CPFSGT TABLAT RETURN MOVF TABLAT, W CALL LCD_CHAR INCF CONTADOR_, F MOVLW .40 ; 40 CARACTERES POR LINEA CPFSEQ CONTADOR_ GOTO NEXT_CHAR MOVLW L2 CALL LCD_CTL CLRF CONTADOR_ GOTO NEXT_CHAR ;================================ ; RUTINAS DE RETARDOS ;================================ _1_MS MOVLW .250 MOVWF REGISTER1 _A1 NOP NOP DECFSZ REGISTER1, F GOTO _A1 MOVLW .250 MOVWF REGISTER1 _A2 NOP NOP DECFSZ REGISTER1, F GOTO _A2 MOVLW .250 MOVWF REGISTER1 _A3 NOP NOP DECFSZ REGISTER1, F GOTO _A3 MOVLW .250 MOVWF REGISTER1 _A4 NOP NOP DECFSZ REGISTER1, F GOTO _A4 RETURN _250_MS MOVLW .250 MOVWF REGISTER2 _B CALL _1_MS DECFSZ REGISTER2, F GOTO _B RETURN
_X_MS MOVWF REGISTER2 _C CALL _1_MS DECFSZ REGISTER2, F GOTO _C RETURN _1_SEG MOVLW .4 MOVWF REGISTER3 _D CALL _250_MS DECFSZ REGISTER3, F GOTO _D RETURN _X_SEG MOVWF REGISTER4 _E CALL _1_SEG DECFSZ REGISTER4, F GOTO _E RETURN ;================================== ; TABLAS DE MENSAJES (LCD DE 4x20) ;================================== ; "0123456789ABCDEF0123" MSG_INICIO DATA " GPS " DATA "LAT " DATA "LONG " DATA "DATE ", 0 MSG_BLANK DATA " ", 0 MSG_GPS_1 DATA "$PTYCGSA,0", 0 MSG_GPS_2 DATA "$PTYCGSV,0", 0 MSG_GPS_3 DATA "$PTYCVTG,1", 0 ;================================== ; FIN DEL PROGRAMA ;================================== END
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Anexo E. DECRETO 1137 DE 1999
DECRETO 1137 DE 1999 (junio 29)
Diario Oficial No. 43.623, del 29 de junio de 1999
PRESIDENCIA
Por el cual se organiza el Sistema Administrativo de Bienestar Familiar, se reestructura el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar y se dictan otras disposiciones.
EL PRESIDENTE DE LA REPÚBLICA DE COLOMBIA,
en ejercicio de sus facultades constitucionales y legales y en especial por las
conferidas por los artículos 189 numeral 16 de la Constitución Política y 43 y 54 de la Ley 489 de 1998,
DECRETA:
CAPITULO I. Sistema Nacional de Bienestar Familiar
ARTICULO 1o. SISTEMA NACIONAL DE BIENESTAR FAMILIAR. El bienestar familiar es un servicio público a cargo del Estado, el cual se prestará a través del "Sistema Nacional de Bienestar Familiar", por las entidades u organismos oficiales y por particulares legalmente autorizados. Además de los establecidos en otras disposiciones, son objetivos del bienestar familiar los de fortalecer los lazos familiares, asegurar y apoyar el cumplimiento de los deberes y obligaciones de sus miembros, tutelar los derechos y brindar protección a los menores. Los derechos de los niños prevalecerán sobre los derechos de los demás. Corresponde al Gobierno Nacional proyectar, ejecutar y coordinar la política en materia de bienestar familiar. ARTICULO 2o. FINES DEL SISTEMA NACIONAL DE BIENESTAR FAMILIAR. Son fines del Sistema Nacional de Bienestar Familiar los señalados en las disposiciones legales. En todo caso, de conformidad con el artículo 122 del decreto 1471 de 1990, para los fines del Sistema de Bienestar Familiar deberán concurrir armónica y racionalmente las entidades públicas y privadas de acuerdo con su competencia. El
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Instituto Colombiano de Bienestar Familiar coordinará la integración funcional de dichas entidades. ARTICULO 3o. INTEGRACIÓN DEL SISTEMA NACIONAL DE BIENESTAR FAMILIAR. La integración del Sistema Nacional de Bienestar Familiar, con fundamento en lo dispuesto en los artículos 7o. y 43 de la Ley 489 de 1998, y conforme a las demás disposiciones legales sobre la materia, está constituido por los siguientes agentes. 1. El Ministerio de Salud, en su calidad de entidad tutelar del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar. 2. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, en su calidad de coordinador e integrador del servicio de bienestar familiar. 3. Los departamentos. 4. Los distritos y municipios. 5. Las comunidades organizadas y los particulares. 6. Las demás entidades o instituciones, públicas o privadas, que contribuyan o estén llamadas a contribuir, de acuerdo con su objeto de constitución o a mandato de ley o reglamento, a garantizar, directa o indirectamente, la prestación del servicio de bienestar familiar. ARTICULO 4o. NIVELES DEL SISTEMA NACIONAL DE BIENESTAR FAMILIAR. El Sistema Nacional de Bienestar Familiar tendrá una estructura general constituida por tres niveles: nacional, regional y municipal, coordinados e integrados por el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar. ARTICULO 5o. NIVEL NACIONAL. El nivel Nacional del Sistema Nacional de Bienestar Familiar está integrado por el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar y por aquellas entidades, instituciones o agencias, públicas o privadas, solidarias o comunitarias, que operen en el territorio nacional y realicen actividades inherentes a dicho sistema. ARTICULO 6o. NIVEL REGIONAL. El nivel regional del Sistema Nacional de Bienestar Familiar está integrado por las dependencias regionales del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, los departamentos y distritos y por aquellas entidades, instituciones o agencias, públicas o privadas, solidarias o comunitarias, que ejerzan actividades inherentes a dicho sistema en el ámbito de un departamento o distrito. ARTICULO 7o. NIVEL MUNICIPAL. El nivel municipal del Sistema Nacional de Bienestar Familiar está integrado por los centros zonales del Instituto Colombiano de
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Bienestar Familiar, los municipios, y por las instituciones, entidades y agencias, públicas o privadas, solidarias o comunitarias, que en la jurisdicción de un municipio realicen actividades inherentes a dicho Sistema. ARTICULO 8o. COMPETENCIAS GENERALES DEL INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR, LOS DEPARTAMENTOS, DISTRITOS Y MUNICIPIOS. Corresponde al Instituto Colombiano de Bienestar Familiar la formulación de la política sobre infancia y niñez, a los departamentos el ajuste de los lineamientos nacionales a las condiciones de su jurisdicción, la coordinación y control del cumplimiento de la misma en los municipios de su ámbito territorial; y a los municipios la elaboración y ejecución de planes y programas de carácter local. Los distritos conocen de las competencias departamentales en lo pertinente y de las inherentes al ámbito local. ARTICULO 9o. GESTIÓN TERRITORIAL DEL SISTEMA NACIONAL DE BIENESTAR FAMILIAR. Corresponde al Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, de conformidad con lo dispuesto en la Ley 188 de 1985, comprometer a las entidades territoriales en la planeación y ejecución de los programas dirigidos a la niñez. ARTICULO 10. COMPETENCIAS DEPARTAMENTALES. Corresponde a los departamentos concurrir al gasto social y en especial al servicio de bienestar familiar, así como controlar los servicios municipales, en los términos de las disposiciones legales. Igualmente y de acuerdo con el principio establecido en el artículo 7o. de la Ley 489 de 1998 a los departamentos y a los distritos especiales les corresponderá: 1. El apoyo al control de la determinación, liquidación, recaudo, cobro y auditoría de las contribuciones asignadas en las disposiciones legales en beneficio del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar y sus programas, para cuyo efecto se podrán establecer convenios de coadministración o gestión, que de acuerdo con los resultados en las distintas fases de la administración de la contribución a favor del Instituto, premien el esfuerzo departamental o distrital con una atención prioritaria de programas y recursos. 2. El control a las instituciones prestadoras de servicios de bienestar familiar en los términos en que lo establezca el reglamento. 3. La prestación de la asistencia técnica en todo lo relativo a normas y estándares de prestación del servicio de bienestar familiar. ARTICULO 11. CONSEJOS O COMITÉS DEPARTAMENTALES O DISTRITALES PARA LA POLÍTICA SOCIAL. En todos los departamentos y distritos, como condición para la articulación funcional de los agentes del sistema nacional de bienestar familiar en la respectiva jurisdicción, se conformarán consejos o comités para la política social, de los cuales el Director Regional del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar hará
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parte. La integración y fijación de funciones de tales consejos serán de competencia del gobernador del departamento o del alcalde, según el caso, pero deberán contar con un subcomité o subcomisión permanentes, encargados del análisis y políticas de infancia y familia. En caso de que dichos consejos o comités no existan o no se ocupen de la política de infancia y familia, el Director Regional del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar convocará a los agentes del Sistema Nacional de Bienestar Familiar en el respectivo departamento para conformar un consejo departamental de política de infancia y familia, en los términos en que lo establezca el reglamento. Los consejos o comités recomendarán a la Dirección Regional los planes y programas que deban adoptarse en materia de infancia y familia, propugnarán por fortalecer el Sistema Nacional de Bienestar Familiar en su respectiva jurisdicción; realizarán evaluaciones periódicas sobre la marcha del mismo; formularán recomendaciones para garantizar su adecuado desenvolvimiento; y contribuirán a las políticas de control de los agentes prestadores del servicio de bienestar familiar. ARTICULO 12. COMPETENCIAS MUNICIPALES. Corresponde a los municipios atender, mediante el gasto social y las participaciones de que trata el artículo 21 de la Ley 60 de 1993, la formulación y el desarrollo de planes, programas y proyectos de bienestar social integral en beneficio de poblaciones vulnerables, sin seguridad social y con necesidades básicas insatisfechas, dentro de las cuales se encuentren los niños, jóvenes y mujeres gestantes, así como atender la cofinanciación del funcionamiento de centros de conciliación municipal y comisarías de familia. Los municipios podrán ejercer algunas o todas de las siguientes funciones específicas, según las capacidades institucionales de que dispongan, en los términos que establezca el reglamento: 1. Ejercer el control a las instituciones prestadoras de servicios de bienestar familiar. 2. Otorgar, suspender y cancelar licencias de funcionamiento para entidades públicas o privadas de protección al menor o a la familia y a instituciones que desarrollen programas de adopción. 3. Contribuir a orientar la distribución de los servicios de bienestar familiar, programar por cada servicio según el cupo de recursos asignado y su plan de desarrollo, o proponer iniciativas de programación gestionando la asignación de recursos para dicho servicio en su jurisdicción. ARTICULO 13. CONSEJOS O COMITÉS MUNICIPALES PARA LA POLÍTICA SOCIAL. En todos los municipios, como condición para la articulación funcional de los agentes
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del sistema nacional de bienestar familiar en la respectiva jurisdicción, se conformarán consejos o comités para la política social. La integración y fijación de funciones de tales consejos serán de competencia del alcalde, pero, en todo caso, deberán encargarse, entre otras materias, del análisis y políticas de infancia y familia. En caso de que dichos consejos o comités no existan o no se ocupen de la política de infancia y familia, el Director Regional del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar convocará a los agentes del Sistema Nacional de Bienestar Familiar de los municipios de los cuales conozca, para conformar un consejo municipal de política de infancia y familia en cada uno de ellos, en los términos en que lo establezca el reglamento. Los consejos o comités recomendarán a la Dirección Regional los planes y programas que deban adoptarse en materia de infancia y familia; propugnarán por fortalecer el Sistema Nacional de Bienestar Familiar en su respectiva jurisdicción; realizarán evaluaciones periódicas sobre la marcha del mismo; formularán recomendaciones para garantizar su adecuado desenvolvimiento; y contribuirán a las políticas de control de los agentes prestadores del servicio de bienestar familiar.
CAPITULO II. Instituto Colombiano de Bienestar Familiar
ARTICULO 14. NATURALEZA JURÍDICA. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar es un establecimiento público, con personería jurídica, autonomía administrativa y patrimonio propio adscrito al Ministerio de Salud. Su domicilio legal es la ciudad de Santa Fe de Bogotá D.C. pero podrán organizarse dependencias en el territorio nacional. ARTICULO 15. OBJETO. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar tiene por objeto propender y fortalecer la integración y el desarrollo armónico de la familia, proteger al menor de edad y garantizarle sus derechos. ARTICULO 16. FUNDAMENTACIÓN EN EL CUMPLIMIENTO DEL OBJETO. Los programas que adelante el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, se fundamentarán en: 1. Responsabilidad de los padres en la formación y cuidado de sus hijos. Las acciones del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar no sustituirán la responsabilidad de la familia. Sólo cuando los padres o demás personas legalmente obligadas al cuidado del menor, no estén en capacidad probada de hacerlo, el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar asumirá la responsabilidad dentro de su competencia, con criterio de subsidiariedad.
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2. Participación de la comunidad. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar asesorará y promoverá la forma organizativa requerida para lograr la participación mediante el trabajo solidario y contribución voluntaria de la comunidad. Dicha participación en ningún caso implica relación laboral con los organismos o entidades responsables por la ejecución de los programas; 3. Determinación de la población prioritaria. Los programas del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar estarán dirigidos prioritariamente a la población que se encuentre en situación de mayor vulnerabilidad socioeconómica, nutricional, psicoafectiva, moral y en las situaciones irregulares previstas en el Código del Menor. ARTICULO 17. FUNCIONES. Son funciones del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, las siguientes: 1. Ejecutar las políticas del Gobierno Nacional en materia de fortalecimiento de la familia y protección al menor de edad; 2. Elaborar el Plan Nacional de Bienestar Familiar, en armonía con el plan o planes generales de desarrollo económico y social; y presentar al Consejo Nacional de Política Indigenista, los planes y programas destinados a la protección de la población infantil indígena; 3. Formular, ejecutar y evaluar programas de bienestar familiar con sujeción al respectivo Plan y dictar las normas administrativas indispensables para regular la prestación del servicio, el cumplimiento pleno de sus objetivos y el funcionamiento del Sistema Nacional de Bienestar Familiar; 4. Preparar y someter a la aprobación del Gobierno las normas que deben regular los diferentes aspectos del Sistema Nacional de Bienestar Familiar; 5. Coordinar su acción con los otros organismos públicos y privados e integrar al Sistema Nacional de Bienestar Familiar a todos los que cumplan actividades del servicio de bienestar familiar o estén llamados a cumplirlos; 6. Coordinar con los organismos estatales destinados a la capacitación ocupacional y a la formación de la niñez y la juventud, la forma de colaboración de dichos organismos con el Sistema Nacional de Bienestar Familiar en la rehabilitación del menor; 7. Preparar proyectos de ley, reglamentos y demás normas relacionadas con el menor de edad y la familia; 8. Colaborar en la preparación de los reglamentos que fijen las funciones de la Policía Nacional con respecto a la protección y trato a los menores de edad;
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9. Formular los programas especiales para la protección de la población infantil indígena; 10. Asistir al Presidente de la República en la inspección y vigilancia de que trata el numeral 26 del artículo 189 de la Constitución Política, sobre las instituciones de utilidad común que tengan como objetivo la protección de la familia y de los menores de edad; 11. Señalar y hacer cumplir los requisitos de funcionamiento de las instituciones y de los establecimientos de protección del menor de edad y la familia y de las instituciones que desarrollen programas de adopción; 12. Supervisar y controlar el funcionamiento de las entidades que constituyen el Sistema Nacional de Bienestar Familiar y prestarles asesoría a las mismas; 13. Celebrar contratos con personas naturales o jurídicas, públicas o privadas, nacionales o internacionales para el manejo de sus campañas, de los establecimientos destinados a sus programas y en general para el desarrollo de su objetivo; 14. Coordinar y realizar campañas de divulgación sobre los diversos aspectos relacionados con la protección al menor de edad y al fortalecimiento de la familia; 15. Promover la atención integral del menor de siete años; 16. Desarrollar programas de adopción; 17. Crear programas de protección preventiva y especial para menores de edad y prestar los apoyos técnicos a los organismos de esta naturaleza existentes en el país cuando lo considere conveniente; 18. Atender lo concerniente al subsidio alimentario y el componente de promoción de la salud a cargo del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, en los términos establecidos en el artículo 166 de la Ley 100 de 1993; 19. Prestar la asistencia técnica necesaria para el estudio integral del menor de edad que esté bajo las órdenes de los Jueces de Menores del país y emitir dictámenes periciales (antropo-heredo-biológicos) en los procesos de filiación y en aspectos psicosociales cuando el Juez lo solicite; 20. Coordinar su acción con el Ministerio de Trabajo y Seguridad Social en todo lo relacionado con el trabajo y con las reglamentaciones sobre el trabajo de menores de edad;
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21. Ejecutar los programas que le correspondan en los planes y programas de carácter nutricional y con especial referencia a la población infantil vulnerable y en riesgo; 22. Promover las acciones en que tenga interés por razón de su vocación hereditaria o de bienes vacantes o mostrencos, de acuerdo con las leyes; 23. Imponer multas a su favor en los casos previstos por la ley; 24. Las demás funciones que se le asignen en las disposiciones legales. PARAGRAFO 1o. El desarrollo de políticas y programas relativos al anciano corresponde a la Red de Solidaridad en los términos establecidos en las disposiciones legales sobre la materia. PARAGRAFO 2o. Los análisis e investigaciones de carácter nutricional corresponde adelantarlas al Instituto Nacional de Salud en los términos establecidos en las disposiciones legales sobre la materia. ARTICULO 18. OTORGAMIENTO, SUSPENSIÓN Y CANCELACIÓN DE LICENCIAS. El otorgamiento, suspensión y cancelación de licencias de funcionamiento para establecimientos públicos o privados de protección al menor y a la familia y a instituciones que desarrollen programas de adopción, lo realizarán los departamentos, distritos y municipios, sin perjuicio de que el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar se reserve la revisión y revocatoria de tales actos, en los términos que lo establezca el reglamento. ARTICULO 19. CONTRATOS CON ENTIDADES SIN ÁNIMO DE LUCRO. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar podrá celebrar los contratos con entidades privadas sin ánimo de lucro y de reconocida idoneidad, con el fin de impulsar programas y actividades propias de su objeto, en los términos y condiciones en que lo señala el artículo 355 de la Constitución Política. ARTICULO 20. CRITERIOS DE EFICIENCIA EN LA ASIGNACIÓN DE RECURSOS. De conformidad con los principios de la función administrativa de que trata el artículo 209 de la Constitución Política y los criterios de gestión y eficiencia de la Ley 489 de 1998, el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar definirá los estándares de prestación de servicios, los planes de beneficios propios del sistema de bienestar familiar y sus respectivos costos, los cuales serán elementos fundamentales de referencia para la prestación del servicio por parte de todos los agentes del Sistema, en sus respectivos ámbitos de acción y competencia. ARTICULO 21. PROGRAMACION DE RECURSOS. Corresponde al Instituto Colombiano de Bienestar Familiar definir la programación de recursos según
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poblaciones objetivo, mapas de riesgo, planes de beneficios, costos por servicio y estándares del mismo y esfuerzo fiscal de los entes territoriales. ARTICULO 22. PROMOCIÓN DE LA DESCENTRALIZACIÓN. De conformidad con la Constitución Política y las disposiciones legales el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar promoverá la descentralización de servicios de bienestar familiar, mediante la integración efectiva de las entidades territoriales al Sistema. ARTICULO 23. ORGANOS DE ADMINISTRACIÓN Y DIRECCIÓN. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar estará dirigido y administrado por un Consejo Directivo y un Director General. ARTICULO 24. CONSEJO DIRECTIVO. Corresponde al Consejo Directivo del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar ejercer las funciones consagradas en el artículo 76 de la Ley 489 de 1998. ARTICULO 25. INTEGRACION DEL CONSEJO DIRECTIVO. El Consejo Directivo del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, estará integrado así: 1.Un delegado del Presidente de la República, quien lo presidirá; 2. El Ministro de Salud o su delegado; 3. El Ministro de Educación o su delegado; 4. El Director del Departamento Administrativo de Planeación Nacional o su delegado; 5. El Director de la Policía Nacional o su delegado; 6. El Defensor del Pueblo; 7. Un representante del ente que agrupe a los gremios económicos del país; 8. Un representante de las Iglesias del país, designado de conformidad con el reglamento que para el efecto expida el gobierno nacional. 9. Un representante de las asociaciones sindicales, designado por el Presidente de la República, de sendas ternas que le presenten los presidentes de las confederaciones. PARAGRAFO 1o. El Director del Instituto asistirá a las sesiones del Consejo Directivo con voz pero sin voto.
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PARAGRAFO 2o. La presidencia del Consejo Directivo será ejercida ad honorem por quien designe el Presidente de la República. ARTICULO 26. PRESIDENCIA DEL CONSEJO DIRECTIVO. El Presidente del Consejo Directivo tendrá las siguientes funciones: 1. Presidir las reuniones del Consejo Directivo del Instituto; 2. Promover la coordinación y cooperación de entidades públicas y privadas, nacionales e internacionales, para el cumplimiento de los fines propuestos del Instituto. 3. Las demás que le señalen los estatutos internos de la entidad. ARTICULO 27. FUNCIONES DEL DIRECTOR GENERAL. Son funciones del Director General, además de las señaladas en el artículo 78 de la Ley 489, las siguientes: 1. Dictar los actos, realizar las operaciones y celebrar los contratos para el cumplimiento de las funciones del Instituto, conforme a las disposiciones legales y estatutarias; 2. Nombrar y remover conforme a las disposiciones legales, reglamentarias y estatutarias al personal del Instituto; 3. Someter a consideración del Consejo Directivo el proyecto de presupuesto de ingresos, egresos, inversiones y gastos, así como el que corresponda al Sistema Nacional de Bienestar Familiar; 4. Las demás que señalen las disposiciones legales sobre la materia. ARTICULO 28. FONDO CUENTA. Con el objeto de administrar los aportes de carácter contributivo de que trata la ley, contabilizar su recaudo, y efectuar los gastos debidamente reconocidos aplicables a los programas del Sistema Nacional de Bienestar Familiar, el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar tendrá un Fondo o sistema especial de manejo de cuentas, sin personería jurídica, ni estructura administrativa, ni planta de personal propia, cuya denominación será Fondo Cuenta de los recursos del Sistema Nacional de Bienestar Familiar. ARTICULO 29. REGLAS DE PRESUPUESTACIÓN DEL FONDO CUENTA. A través del Fondo Cuenta de los recursos del Sistema Nacional de Bienestar Familiar, se administrarán los recursos de aportes de que trata la Ley 7a. de 1979 y demás disposiciones legales, una vez deducidos los recursos requeridos para cubrir los gastos totales del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar. Para efectos financieros, el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar conformará su propio presupuesto con los recursos requeridos para su normal operación, aunque dichos gastos se cubrirán con
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cargo a las contribuciones de que trata la Ley 7a. de 1979 y demás disposiciones legales. Para tal efecto, el "Fondo Cuenta de los recursos del Sistema Nacional de Bienestar Familiar" constituirá un aparte especial dentro del presupuesto del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar. Dicho sistema comenzará a regir a partir de la vigencia fiscal del año 2000. ARTICULO 30. FIDUCIA Y ENCARGOS FIDUCIARIOS. Los recursos del "Fondo Cuenta de los recursos del Sistema Nacional de Bienestar Familiar" podrán manejarse mediante fiducia o encargo fiduciario, con arreglo a las disposiciones legales que regulan la materia. ARTICULO 31. REGLAMENTACIÓN GENERAL DEL FONDO. El Gobierno Nacional reglamentará la organización y funcionamiento del "Fondo Cuenta de los recursos del Sistema Nacional de Bienestar Familiar".
CAPITULO III. Nivel Desconcentrado
ARTICULO 32. DESCONCENTRACIÓN. Sin perjuicio de lo dispuesto en el parágrafo del artículo 78 de la Ley 489 de 1998, el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar dirigirá y organizará el servicio de bienestar familiar en todo el territorio nacional. El Gobierno Nacional podrá establecer una estructura desconcentrada bajo la denominación de regionales, centros zonales y demás dependencias o unidades requeridas. El Director General, en atención a las necesidades del servicio y ateniéndose a lo dispuesto en el artículo 7o. de la Ley 489 de 1998 propondrá al Gobierno Nacional la organización interna requerida. ARTICULO 33. FUNCIONES DE LAS REGIONALES. Corresponde especialmente a las regionales consolidar la información del Sistema Nacional de Bienestar Familiar en cada departamento; prestar asistencia técnica a los gobiernos departamentales en materia del servicio de bienestar familiar; apoyar la identificación de los mapas de riesgo y cobertura de servicios, promover la descentralización del sistema y según el grado en que ésta ocurra, asumir responsabilidades de programación, organización, control, gestión, identificación de programas y proyectos, servicios administrativos y financieros, y los demás que determine el Director General mediante delegación y que se requieran para garantizar el cumplimiento del objetivo del Instituto y los soportes administrativos que requiera su labor. ARTICULO 34. DENOMINACIÓN DE UNIDADES ADMINISTRATIVAS. En cada regional podrán existir las siguientes denominaciones de las áreas funcionales misionales o administrativas:
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1. Dirección Regional. 2. Oficina Regional. 3. Centros Zonales. 4. Divisiones. PARAGRAFO. De conformidad con lo establecido en el artículo 115 de la ley 489 de 1998, el Director General, mediante resolución, podrá organizar grupos de trabajo en atención a las necesidades del servicio. ARTICULO 35. CENTROS ZONALES. A los Centros Zonales dentro de su jurisdicción o nivel, les corresponde ejercer todas o algunas de las siguientes funciones, en atención al avance del proceso de descentralización y la consolidación del Sistema Nacional de Bienestar Familiar respecto al área que se les determine atender: 1. Establecer un sistema de registro de la demanda, considerando los criterios de mapas de riesgo, focalización e identificación de beneficiarios. 2. Promover la organización de los prestadores de servicios, sean de carácter público o privado. 3. Ejercer un control selectivo sobre el cumplimiento de requisitos para licencia de funcionamiento de las entidades prestadoras de servicios del sistema de bienestar familiar. 4. Organizar la oferta de servicios. 5. Dar soporte técnico a los municipios para la identificación de los riesgos que afectan el bienestar de la familia y el niño. ARTICULO 36. DESCENTRALIZACIÓN DE FUNCIONES EN EL NIVEL LOCAL. Los centros zonales continuarán atendiendo los servicios de Defensoría de carácter prejudicial y judicial en todos los municipios donde tales atribuciones en forma parcial o integral no hayan sido asumidos por la comisaría de familia o gestionadas por la Defensoría del Pueblo. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar podrá organizar convenios con tales entidades para racionalizar el uso de los recursos y hacer eficaz la protección al niño y al menor en estos campos. En todo caso, el Instituto garantizará la atención y protección especializada del niño y el menor en situación de riesgo.
CAPITULO IV. Régimen Jurídico
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ARTICULO 37. RÉGIMEN DE ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL INSTITUTO. El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar se sujetará para efecto de su organización y funcionamiento a los principios y mandatos establecidos en la Ley 489 de 1998 y demás disposiciones sobre la materia. ARTICULO 38. CARÁCTER DE LOS ACTOS DEL INSTITUTO. Los actos que en desarrollo de sus funciones expida el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar serán actos administrativos y contra ellos proceden los recursos de la vía gubernativa. ARTICULO 39. RÉGIMEN DE PERSONAL APLICABLE. El régimen de personal aplicable al Instituto Colombiano de Bienestar Familiar es el establecido en las disposiciones laborales de carácter público, en especial las consagradas en la Ley 443 de 1998, las que la modifiquen o sustituyan y demás disposiciones sobre la materia. ARTICULO 40. RÉGIMEN CONTRACTUAL. Todos los contratos que celebre el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar se sujetarán a las ritualidades, requisitos, formalidades, términos y condiciones que establecen las disposiciones del régimen estatal de contratos, aplicables a los establecimientos públicos del orden nacional, de conformidad con lo señalado en el régimen de contratación administrativa. ARTICULO 41. RÉGIMEN FINANCIERO. La conformación del patrimonio, y el régimen financiero aplicable al Instituto Colombiano de Bienestar Familiar se sujetarán a lo dispuesto en la Ley 27 de 1974, el Capítulo V del Título IV de la Ley 7a. de 1979, la Ley 89 de 1988, en lo pertinente a cada una en cuanto no hubieren sido derogadas o modificadas por otras disposiciones y por las demás normas vigentes en dicha materia. ARTICULO 42. VIGENCIA. El presente decreto rige a partir de su publicación y deroga todas las normas que le sean contrarias.
PUBLÍQUESE Y CÚMPLASE. Dado en Santa Fe de Bogotá, D. C., a 29 de junio de 1999.
ANDRES PASTRANA ARANGO
El Ministro de Salud, VIRGILIO GALVIS RAMÍREZ.
El Ministro de Hacienda y Crédito Público, JUAN CAMILO RESTREPO SALAZAR.
El Director del Departamento Administrativo de la Función Pública,
MAURICIO ZULUAGA RUIZ.
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Anexo F. Cronograma