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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA DE DETECCIÓN DE ACCIDENTES EN MOTOCICLETA PARA UN ENTORNO EMPRESARIAL

AUTORES:

DAVID LEONARDO LANCHEROS AGUILAR HILDO NORBEY ROJAS CASTILLO

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES

BOGOTA D.C. – 2018

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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA DE DETECCIÓN DE ACCIDENTES EN MOTOCICLETA PARA UN ENTORNO EMPRESARIAL

AUTORES: DAVID LEONARDO LANCHEROS AGUILAR

Código: 20161373006 HILDO NORBEY ROJAS CASTILLO

Código: 20161373014

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL EN INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES

DIRECTOR DE PROYECTO: MSC. GIOVANI MANCILLA GAONA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA

INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES BOGOTA D.C. – 2018

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NOTA DE ACEPTACIÓN

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

FIRMA DIRECTOR

___________________________________

FIRMA COORDINADOR

___________________________________

FIRMA CALIFICADOR

___________________________________

Bogotá D.C. agosto 28 del 2018

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Resumen En la actualidad el aumento del uso de la motocicleta como transporte se ha vuelto tendencia por sus múltiples prestaciones, pero no todo es tan color rosa, si se va a estar arriba de este automotor hay que tener presente los riesgos que este lleva, debido a que por un mal uso se pueden presentar accidentes de tránsito, afectando la integridad de las personas a bordo. El propósito de realización del proyecto fue buscar lograr una disminución de tiempos de respuesta por parte de organismos de emergencia involucrando e informando al entorno empresarial al que cada conductor de motocicleta pertenece y así poder poner en marcha planes de contingencia o relevos de conductor para terminar de prestar el servicio es la premisa en la que se basa este proyecto, contando las empresas con la ubicación exacta podrá dar aviso a las líneas de emergencia con celeridad mitigando este tipo de accidentes por medio del monitoreo de los niveles de inclinación de la motocicleta y así mismo se generó un proceso para identificar si existe alguna novedad que informar oportunamente. Palabras clave: Internet de las cosas, wifi, gps, Arduino, raspberry pi, giroscopio, acelerómetro, servidor web, Big data, node-red. Abstract

Currently the increase in the use of the motorcycle as a transport has become a trend for its multiple benefits, but not everything is so pink, if you are going to be on top of this car you have to bear in mind the risks that it has, due to that due to misuse can occur traffic accidents, affecting the integrity of people on board. The purpose of the realization of the project was to achieve a reduction in response times by emergency agencies involving and informing the business environment that each motorcycle driver belongs and thus be able to implement contingency plans or driver relays to finish to provide the service is the premise on which this project is based, counting the companies with the exact location will be able to give warning to the emergency lines with speed by mitigating this type of accidents by means of the monitoring of the inclination levels of the motorcycle and Likewise, a process was created to identify if there is any new information to be reported in a timely manner. Keywords: Internet of things, wifi, gps, Arduino, raspberry pi, gyroscope, accelerometer, web server, Big data, node-network.

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Tabla de contenido.

1. DEDICATORIA 8

2. AGRADECIMIENTOS 9

3. INTRODUCCCIÓN 10

4. GENERALIDADES 11

4.1 DESCRIPCIÓN DE LA ACCIDENTALIDAD EN COLOMBIA. 11

4.2 PRINCIPALES INCIDENTES DE ALTO IMPACTO EN EL PROYECTO. 11

4.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 11

4.4 JUSTIFICACIÓN. 14

5. IMPACTOS ESPERADOS 14

5.1 IMPACTO SOCIAL 14

5.2 IMPACTO ECONÓMICO 14

5.3 IMPACTO TECNOLÓGICO 15

6. OBJETIVOS 15

6.1 OBJETIVO GENERAL 15

6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 15

7. ESTADO DEL ARTE 16

7.1. DISEÑO DE PROTOTIPO DE EDR (REGISTRADOR DE DATOS DE EVENTOS) EN MOTOCICLETA. 16

7.2 Prototipo de un sistema de telemetría y control para seguridad en vehículos, soportado en redes móviles. 17

7.3 Middleware para la definición e implementación de servicios genéricos independientes de la plataforma orientada a dispositivos móviles. 17

7.4 Prototipo de sistema de localización por GPS para salvamento marítimo. 18

7.5 Detección de área propensa a accidentes usando la base de datos de estrés del conductor. 19

8. MARCO TEORICO. 19

8.1 IOT (INTERNET OF THINGS). 19

6

8.2 ESTÁNDAR IEEE 802.11. 21

8.4 RASPBERRY PI. 22

8.5 SHIELD WIFI ESP-12E. 24

8.6 SENSOR DE INCLINACIÓN Y/O ACELERÓMETRO, MPU6050. 24

8.7 MODULO GPS NEO 6M 26

8.8 ELECTROVÁLVULA 10.2MM PULGADA DE PLÁSTICO PARA SISTEMAS SIN PRESIÓN N/C. 26

8.9 PROTOCOLO MQTT. 27

8.10 LENGUAJE PHP. 27

8.11 NODE RED 28

8.13 TIEMPOS DEL SISTEMA DEL SERVICIO MEDICO EN UNA EMERGENCIA. 28

8.14 RECOMENDACIONES SEGÚN DIVERSAS ORGANIZACIONES 31

8.14.1 Agencia Nacional De Seguridad VIAL-ANSV 31

8.14.2. DIRECCIÓN GENERAL DE TRÁFICO DE ESPAÑA 32

8.14.3 ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) 34

9. MARCO LEGAL. 35

10. METODOLOGIA PROPUESTA 36

10.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA SOLUCIÓN PROPUESTA (EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS) 38

11 RESULTADOS PRUEBAS Y PROCESO DE DESARROLLO 42

11.1 MONTAJE DE LOS SENSORES 42

11.2 MONTAJE DEL ACTUADOR MECÁNICO. 44

11.3 CONEXIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL PROTOCOLO MQTT. 44

11.6 RELACIÓN COSTOS Y BENEFICIOS DEL PROYECTO. 46

12 CONCLUSIONES 57

13 BIBLIOGRAFÍA 58

7

Tabla de ilustraciones.

Ilustración 1 Accidentes que vinculan a particulares [4]. 13

Ilustración 2 Estructura global de internet de las cosas [11]. 20

Ilustración 3 Especificaciones Raspberry PI (computador de placa reducida) [17]. 23

Ilustración 4 Vista superior modulo WIFI ESP-12E [18]. 24

Ilustración 5 Sensor acelerómetro y giroscopio [19]. 25

Ilustración 6 Diagrama de bloques funcional sensor acelerómetro y giroscopio [19]. 25

Ilustración 7 Modulo GPS [20]. 26

Ilustración 8 Electroválvula plástica 10.2 mm [21] 27

Ilustración 9 Diagrama de bloques general 37 Ilustración 10 Conexión física entre el MPU6050, Módulo Gps Neo6m y la tarjeta de desarrollo

Wemos D1 R2. 38

Ilustración 11 Aspecto final de la aplicación. 41

Ilustración 12 Actuador instalado. 42

Ilustración 13 Mapa de cobertura Claro móvil 4G [40]. 51

Ilustración 14 Mapa de cobertura 3G Claro móvil 53

Tabla 1 Casos de accidentes a nivel nacional donde se vieron involucradas motocicletas, bicicleta y automóvil en el 2016-2017 [3]. 13

Tabla 2 Resumen del estándar IEEE 802.11 [13] 21

Tabla 3 Comparativa de inclinómetros con y sin filtro complementario. 43

Tabla 4 Costos generales directos e indirectos del proyecto. 46

Tabla 5 Costos específicos directos hardware y comunicaciones del proyecto. 47

Tabla 6 Descripción de los beneficios posibles para el conductor de la motocicleta. 48

Tabla 7 Beneficios generales posibles para el empleador. 49

Tabla 8 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 4G. 51

Tabla 9 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 3G [40] 53

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1. DEDICATORIA

Al universo y su conspiración mística la cual nos llenó de motivación para creer en

nuestros sueños y luchar incansablemente por hacerlos realidad.

A nuestros padres por su incondicionalidad frente a cualquier circunstancia, por ser ese

apoyo inquebrantable guiándonos por la senda correcta de la vida, por todos los consejos

y palabras de fortaleza, por tantas cosas que no tienen precio, pero sin un valor

incalculable.

A nuestros compañeros de la academia que con el paso del tiempo se convirtieron en

amigos con los que se pudo contar para cualquier eventualidad, por hacer parte de este

equipo de trabajo creciendo juntos académicamente y así lograr las metas que cada uno

tenía trazadas.

9

2. AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan sus agradecimientos a:

Al profesor Giovani Mancilla Gaona por todo su apoyo impulsando proyectos de grado

que interactúan directamente con esta sociedad intentando de una u otra manera mejorar

la calidad de vida de personas que más lo necesitan, desde un contexto social.

Al señor Jairo Lancheros Mesa y a la señora Villa Nubia Aguilar Cárdenas por permitirnos

ejecutar el proyecto en su casa, por sus palabras de ánimo y su contribución en general

para el desarrollo de este trabajo.

10

3. INTRODUCCCIÓN

En esta era de la información se hace necesario que se plasmen digitalmente en la nube

los objetos cotidianos conectándolos por medio de redes convergentes facilitando cada

vez más la vida de los seres humanos, buscando una interconectividad total de todos los

dispositivos que contengan electrónica en su interior y a los que no la posean

implantársela, para lograr este propósito.

Debido a esta nueva manera de ver el mundo tecnológico se presenta la oportunidad

para el desarrollo de iniciativas que contengan el concepto internet de las cosas, del cual

se hizo uso para el desarrollo e implementación de un sistema de detección de accidentes

que con el uso del principio de IoT permite la visualización por medio de internet, el

estado de la motocicleta desde dispositivos que puedan acceder a un navegador web

con el fin de que en caso de un accidente informe de manera oportuna al entorno

empresarial al cual pertenece el conductor del automotor.

Esta visualización remota del estado de la motocicleta se da tomando como principio que

en dicho móvil se encuentra un sensor de inclinación, el cual es capaz de detectar los

niveles de declive que se puede presentar mientras se conduce, la lectura del sensor se

puede ver en tiempo real desde un dispositivo que navegue en la red tomando en cuenta

que se pone en práctica el principio básico de IoT, debido a que este sensor se encuentra

directamente conectado a un sistema autónomo el cual es capaz de tomar esta lectura,

a este dispositivo también se encuentra conectado un módulo WI-FI que brinda

comunicación entre el sistema alojado en la motocicleta y el servidor donde está alojada

la interfaz de usuario con una base de datos diseñadas para este detector de accidentes,

con el fin de poder notificar en pantalla que el nivel inclinación no sobrepase los

parámetros normales adicionalmente muestra la ubicación en tiempo real de la

motocicleta. La implementación de este sistema tuvo como fin detectar accidentes para

entornos empresariales como por ejemplo compañías emergentes de transporte de

productos como Rappi, Domicilios.com, Uber Eats, etc.

11

4. GENERALIDADES

4.1 Descripción de la accidentalidad en Colombia.

Según el observatorio nacional de seguridad vial-ONSV Colombia, de acuerdo con la

información preliminar Vial entre enero y septiembre de 2016 se registran un total de

2.130 fallecidos y 13.455 lesionados en hechos de transito valorados por el Instituto

Nacional de Medicina Legal y ciencias forenses. En comparativa con el año 2017 que

tuvo una cifra para fallecidos de 1.956 víctimas mortales a bordo de una motocicleta y de

lesionados un numero de 5. 363. Es importante señalar que las reducciones se registran

de manera generalizada para cada uno de los tipos de actor vial en el año 2017 pero sin

embargo las cifras de muertes y lesionados producto de movilizarse en motocicleta es

bastante elevado [1].

4.2 Principales incidentes de alto impacto en el proyecto.

Al culminar completamente este proyecto se espera que el sistema permita visualizar

desde cualquier dispositivo que cuente con acceso a internet los niveles de inclinación

adjuntamente con la ubicación que hay en la motocicleta, utilizando como procesador y

controlador el computador de placa reducida Raspberry Pi, para mediante

comunicaciones la red móvil para cerrar la válvula principal del paso de gasolina con un

actuador electromecánico remotamente; también se espera que las diferentes alertas

tengan un tiempo de respuesta adecuado para que tomar una acción para salvar en dado

caso la vida del motociclista y así intentar prevenir pérdida de vidas humanas.

4.3 Planteamiento del problema

Los accidentes viales son catalogados según la organización mundial de la salud (OMS)

la epidemia del siglo XXI ya que por año se producen dentro de mil doscientos millones

12

de muertes (1.200) de personas en el planeta, para el caso concreto de siniestros donde

conductores de motocicleta estén involucrados en accidentes de tránsito y no puedan

notificar oportunamente el siniestro debido a la gravedad en la que se encuentran a la

entidad a la cual pertenecen, por tal motivo en un suceso como estos él envió de

notificaciones a un sistema de detección de accidentes para un entorno empresarial debe

ser prioritario, para que los diferentes empleadores puedan implementar protocolos para

reducir la accidentalidad y los tiempos respuesta que se considera que es el período que

transcurre entre el momento en que es solicitado el servicio de atención hasta que el

personal de salud tiene contacto con el paciente, siendo este el indicador de mayor valor

para brindar una asistencia oportuna y de calidad, obteniendo como resultado una

oportuna atención médica y que no se generen retardos en las labores de transporte de

artículos que cada empresa desempeñe por motivo del siniestro presentado [2]. La

asistencia médica que se brinda en Colombia es ineficiente debido a que los sistemas de

atención prioritaria en Colombia carecen de un sistema de ubicación vía GPS que pueda

disminuir el tiempo de espera y respuesta cuando se presente algún siniestro de

motocicleta adicionalmente el país no cuenta con una plataforma para el aviso oportuno

por parte del vehículo que se encuentra inmerso en un accidente cuando no requiera

atención prioritaria [3].

Como se muestra en la tabla 1 la accidentalidad de motociclistas es un tema que sigue

preocupando a las autoridades nacionales según la agencia de seguridad vial, en el 2017

los accidentes donde se involucran motociclistas con heridos tuvieron una cifra de 15.768

sin embargo disminuyo con respecto al mismo periodo en el 2016 donde hubo un numero

17.717 [4], se logra identificar las cifras de muertos y lesionados el tipo de servicio que

presta el vehículo casos de accidentalidad que se han presentado en el periodo enero-

septiembre del 2017 y el 2016.

Se analizan la totalidad de los casos reportados a nivel nacional, hay una muestra y una

tendencia donde se pueden observar que los siniestros en motocicleta presentan cifras

elevadas con respecto a otros medios comunes de transporte. Cuáles son las posibles

causas de ocurrencia de accidentes en las que se relaciona un vehículo de dos ruedas.

Entre estos se encuentran invasión de carril, pérdida de control del vehículo, exceso de

13

velocidad, no mantener la distancia de seguridad, no respetar la prelación, entre otras,

que se resumen en que la mayoría son causas evitables.

Tabla 1 Casos de accidentes a nivel nacional donde se vieron involucradas

motocicletas, bicicleta y automóvil en el 2016-2017 [3].

En cuanto a motociclistas que utilizan este medio de transporte para un servicio particular,

los estudios de la agencia nacional de seguridad vial evidencian que en 2017 hubo 79.493

siniestros esto se puede observar en la figura 2.

Ilustración 1 Accidentes que vinculan a particulares [4].

14

4.4 Justificación.

Colombia es un país en desarrollo tecnológico que está empezando a incursionar en el

área del Internet de las cosas, este proyecto es un claro ejemplo de cómo se puede

utilizar esta red informática en beneficio de los colombianos con programas de bajo costo.

Adicionalmente con base en los datos soportados en el planteamiento del problema, este

proyecto brinda un gran aporte a él gran gremio de motociclistas que su índice de

accidentalidad va en aumento este proyecto se gesta en pro del beneficio y mejora de

calidad de vida de los conductores de motocicleta.

5. IMPACTOS ESPERADOS

5.1 Impacto Social

Este proyecto es pensado para implementarse a largo plazo en todas las motocicletas

del país para disminuir los tiempos de respuesta a los accidentes de tránsito por parte de

los cuerpos de emergencia y, además es un proyecto de bajo costo y poco consumo de

energía que podrá prevenir retardos por parte de ambulancia y aseguradoras e incluso

prevenir la pérdida de vidas humanas.

Se espera contribuir a la sociedad y al país un avance tecnológico en el campo de IoT,

gracias a que estas tecnologías nos permiten actuar rápidamente ante cualquier

eventualidad que pueda afectar la integridad de las personas que utilicen la motocicleta

como medio de transporte.

5.2 Impacto Económico

Con el desarrollo de este proyecto se propuso encontrar a futuro un controlador o

computador de placa reducida de menor costo que cumpla las mismas funciones y así

15

poder producir en masa, para poder comercializar con personas de escasos recursos, y

hacer asequible un sistema de detección y datificación de accidentes en motocicleta.

5.3 Impacto Tecnológico

El impacto tecnológico se ve reflejado cuando se hace la implementación de IoT debido

a que a nivel de telecomunicaciones actualmente se está haciendo uso de ésta en

diversos proyectos. Adicionalmente el uso de la red para monitorear de forma remota

sensores y actuadores que se encuentran en ubicaciones geográficas diferentes está

en auge a nivel mundial.

6. OBJETIVOS

6.1 Objetivo general

• Diseñar e implementar un sistema de Detección de accidentes en motocicleta que

notifique a el entorno empresarial al cual pertenece cada motociclista en caso de

sufrir un siniestro de tránsito en la vía, generando notificación oportuna desde el

siniestro hacia las diferentes empresas prestadoras de servicios en motocicleta

para que estas a su vez reporten de manera oportuna a los organismos de

emergencia.

6.2 Objetivos específicos

• Adquirir y procesar los datos tomados por el sensor de inclinación, con el fin de

identificar un accidente en un instante de tiempo, y así poder tratar los datos que

suministran información relevante con el computador de placa reducida.

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• Adquirir y procesar coordenadas según sensor GPS que proporcione la ubicación

de la motocicleta.

• Establecer la comunicación móvil entre el Arduino y el computador de placa

reducida donde estará creado un servidor web, almacenando los datos tomados

por los diferentes sensores del proyecto.

• Activar automáticamente actuador mecánico que cierre la válvula principal de paso

de combustible, luego de producirse el siniestro.

7. ESTADO DEL ARTE

Actualmente a nivel mundial se han venido presentando diversas iniciativas en el terreno

de IoT, las cuales han permitido adoptar soluciones que permiten el desarrollo tanto en

el campo de la industria, domótica, e-health como en cada uno de los medios de

transporte donde este tipo de proyectos se logran implementar. Con base en esto se

tendrán de referentes los proyectos a continuación nombrados, los cuales tienen

enfoques y campos de trabajo que se encuentran muy correlacionados con la aplicación

plasmada en esta monografía.

7.1. Diseño de prototipo de EDR (registrador de datos de eventos) en

motocicleta.

El principal objeto de este proyecto, es diseñar un prototipo de registrador de datos de

eventos (EDR) el cual es una unidad que registra el parámetro de movimiento de un

vehículo utilizado principalmente con fines de análisis de accidentes. En esta

investigación, se presenta el diseño preliminar de un prototipo de EDR simple de bajo

costo que utiliza solo sensores externos, es decir, información de IMU, GPS y brújula, por

lo tanto, este EDR puede agruparse fácilmente y de manera económica para ser utilizado

17

incluso en una motocicleta. Se registran algunos parámetros de movimiento importantes,

incluida la posición geográfica, la orientación y la velocidad de balanceo y paso. Todos

los parámetros probados se extraen con éxito del EDR y pueden indicar las propiedades

del impacto en la simulación del accidente. Una GUI 3D se utiliza para animar los

movimientos de la motocicleta en la PC de acuerdo con los datos EDR [5].

7.2 Prototipo de un sistema de telemetría y control para seguridad en vehículos,

soportado en redes móviles.

En este proyecto se continua con la red GPRS en la cual se introduce a una visualización

por medio de LabVIEW usando otro tipo de controlador como lo es el PIC de microchip,

lo cual es su principal falencia a comparación de nuestra propuesta, ya que por tiempos

de envió y durabilidad del controlador no es la mejor opción para un monitoreo continuo,

en la etapa de la visualización LabVIEW lo cual es un sistema estable con buenas

prestaciones, sin embargo, al ser un software privado está orientado a un grupo muy

cerrado de personas, para el caso del proyecto que se va a realizar planteamos, que

cualquier persona con un teléfono inteligente o un dispositivo capaz de navegar en

internet pueda visualizar la plataforma, el proyecto presentado por la Universidad Católica

de Risaralda presenta monitoreo basado en sensores, pero no es posible conocer la

posición exacta del dispositivo, por lo cual la implementación de módulos GPS a

motocicletas lo cual no es una idea nueva, pero en el sentido de supervisión de estado

físico de la moto si lo es, es el plus de el proyecto a realizar [6].

7.3 Middleware para la definición e implementación de servicios genéricos

independientes de la plataforma orientada a dispositivos móviles.

En esta propuesta se propone una plataforma en la cual se integran diferentes software

los cuales no están basados en un solo servicio, además del uso de dispositivos móviles

18

que usan GPS en el cual asocian su localización con información geográfica, todo con el

fin de la contextualización de un servicio, a esto se le denomina servicios basados en la

localización, lo cual no es muy explorado y su campo de investigación pertenece a un

pequeño grupo, por ello este proyecto nos brinda bases para la integración de servicios

como lo son localización y supervisión de motocicletas en caso de caídas, lo cual integra

dos servicios para un correcto monitoreo, el mayor reto a futuro comparado a este

proyecto sería la interpolación de redes GPRS con servicios de internet, ya que aunque

los estándares de estos dos son aceptados, no se ha podido que plataformas se podrían

interrelacionar [7].

7.4 Prototipo de sistema de localización por GPS para salvamento marítimo.

Este proyecto tiene como principal objetivo, disminuir la mortandad por uso de un

vehículo, en este caso el de vehículos de pesca, a diferencia de nuestro proyecto ellos

se influencian por muchas tecnologías en las que se destacan enlaces satelitales,

bluetooth y Zigbee, ellos varían en ser más objetivos con el usuario, ya que el sistema de

rastreo no se incluye en el vehículo, en vez de eso lo ubican en la prenda del pescador,

lo cual es una gran alternativa para motociclistas en caso de alertar por hurto, ya que

envía señales cuando el usuario se aleje del vehículo, lo cual a futuro sería un plus para

nuestra plataforma de monitoreo, lo interesante del prototipo marítimo, es que

dependiendo del sector al cual se vaya a realizar la pesca, coloca diferentes tecnologías,

como por ejemplo en sectores rurales, usan enlaces satelitales, ya que los demás

sistemas por temas de cobertura no brindarán una solución [8].

19

7.5 Detección de área propensa a accidentes usando la base de datos de estrés del

conductor.

En este proyecto se utiliza el conductor como la base de la investigación para hallar áreas

propensas a accidentes la experiencia de un accidente en una ubicación particular es

más que en otras ubicaciones de la misma carretera, debido a la carretera o las

condiciones ambientales. Pero estos métodos tienen su propia limitación. El objetivo de

este estudio fue ayudar a los conductores, así como al gobierno, a identificar los lugares

más estresantes durante la conducción e identificar las áreas propensas a los accidentes

antes de que ocurran accidentes. En este estudio, utilizamos el análisis de la variabilidad

de la frecuencia cardíaca (VFC) para controlar el nivel de estrés del conductor y relacionar

el estrés del conductor con una aplicación en la unidad principal que ejecuta el sistema

de información y entretenimiento [9].

8. MARCO TEORICO.

8.1 IoT (Internet of things).

Internet de las cosas (IoT, algunas veces denominado "Internet de los objetos", lo

cambiará todo, incluso a los seres humanos. Si bien puede parecer una declaración

arriesgada, hay que tener en cuenta el impacto que Internet ha tenido sobre la educación,

la comunicación, las empresas, la ciencia, el gobierno y la humanidad. Claramente

Internet es una de las creaciones más importantes y poderosas de toda la historia de la

humanidad. Ahora se debe tener en cuenta que IoT representa la próxima evolución de

Internet, que será un enorme salto en su capacidad para reunir, analizar y distribuir datos

que se podrá convertir en información, conocimiento y en última instancia, sabiduría. En

este contexto, IoT se vuelve inmensamente importante [10]. Según el Grupo de

soluciones empresariales basadas en Internet (IBSG, Internet Business Solutions Group)

de Cisco es sencillamente el punto en el tiempo en el que se conectaron a Internet más

“cosas u objetos” que personas. A medida que IoT evoluciona, estas redes y muchas

20

otras estarán conectadas con la incorporación de capacidades de seguridad, análisis y

administración (ver Ilustración 2). Esta inclusión permitirá que IoT sea una herramienta

aún más poderosa [11].

Ilustración 2 Estructura global de internet de las cosas [11].

¿Por qué es tan importante IoT?

Antes de que podamos ver la importancia de IoT, es necesario comprender las diferencias

que existen entre Internet y World Wide Web (o web), términos que suelen utilizarse

indistintamente. Internet es la capa física o la red compuesta de switches, routers y otros

equipos. Su función principal es transportar información de un punto a otro, de manera

veloz, confiable y segura. La web, por otro lado, es una capa de aplicaciones que opera

sobre la superficie de Internet. Su rol principal es proporcionar una interfaz que permite

utilizar la información que fluye a través de Internet [12].

21

8.2 Estándar IEEE 802.11.

Las redes de área local inalámbricas entre los tipos de tecnologías usados para su

funcionamiento, entre las varias clases de tecnologías existentes el estándar más común

y utilizado es el estándar IEEE 802.11. Actualmente existen 7 tipos del estándar 802.11;

a continuación, se mencionan en la tabla 2 el resumen de éstos, en la que se especifica

la frecuencia en la cual opera los diferentes protocolos, el ancho del canal, el tipo de

tecnología MIMO (esta solo aplica desde el protocolo 802.11n y posteriores) como último

dato de esta tabla se muestra la velocidad teórica de transmisión de datos en condiciones

ideales [13]. El Shield Wemos con el que trabajo este proyecto soporta los estándares

802.11 b, 802.11 g, 802.11 n e incluso el nuevo estándar 802.11ac que es lo más reciente

en redes convergentes.

Protocolo Frecuencia Ancho del canal MIMO Velocidad de datos

(teoría)

802.11ac

wave2

5GHz 80,80&plus, 80,160

MHz

(MINO-

MU)

1.73Gbps

802.11ac

wave1

5 GHz 80 MHz (SU-

MIMO)

866,7 Mbps

802.11n 2.4 o5 GHz 20,40 MHz (SU-

MIMO)

450 Mbps

802.11g 2.4 GHz 20 MHz No se

aplica

54 Mbps

802.11a 5 GHz 20 MHz No se

aplica

45 Mbps

802.11b 2.4 GHz 20 MHz No se

aplica

11 Mbps

802.11 2.4 GHz 20MHz No se

aplica

2 Mbps

Tabla 2 Resumen del estándar IEEE 802.11 [13]

22

8.3 Configuraciones De Red.

Las redes inalámbricas Wifi permiten dos clases de configuraciones desde su tipo de

implementación:

Modalidad Ad hoc. La red ad hoc no depende de una infraestructura preexistente, como

routers (en redes cableadas) o de puntos de accesos en redes inalámbricas

administradas. En lugar de ello, cada nodo participa en el encaminamiento mediante el

reenvío de datos hacia otros nodos, de modo que la determinación de estos nodos hacia

la información se hace dinámicamente sobre la base de conectividad de la red [14].

Este tipo de red provee la adhesión de nuevos dispositivos, con el solo hecho de estar

en el rango de alcance de un nodo ya perteneciente a la red establecida. El principal

inconveniente de este tipo de redes radica en el número de saltos que debe recorrer la

información antes de llegar a su destino. Cada nodo que transmite la información implica

un salto, cuantos más saltos, mayor es el tiempo que tarda en llegar la información a su

destino y aumenta la probabilidad de que la información se corrompa con cada salto [15].

Modalidad infraestructura. En esta configuración, además de las tarjetas WiFi se necesita

disponer de un Punto de Acceso (AP). Cada estación informática (EST) se conecta a un

punto de acceso a través de un enlace inalámbrico. La configuración formada por el punto

de acceso y las estaciones ubicadas dentro del área de cobertura se llama conjunto de

servicio básico o BSS. Estos forman una célula. Cada BSS se identifica a través de un

BSSID que en modo infraestructura corresponde al punto de acceso de la dirección MAC

[16].

8.4 Raspberry pi.

Se quiso trabajar con un computador de placa reducida de bajo costo desarrollado en

Reino Unido por la Fundación Raspberry Pi, del tamaño de una tarjeta de crédito tiene

varios puertos y entradas, dos USB, uno de Ethernet y salida HDMI. Estos puertos

permiten conectar el miniordenador a otros dispositivos, teclados, ratones y pantallas, el

software es open source, siendo su sistema operativo oficial una versión adaptada,

23

denominada Raspbian, aunque permite usar otros sistemas operativos, incluido una

versión de Windows 10. En todas sus versiones incluye un procesador Broadcom, una

memoria RAM, una GPU, puertos USB, HDMI, Ethernet (El primer modelo no lo tenía),

40 pines GPIO y un conector para cámara. Se instala el sistema en una tarjeta SD para

posteriormente programar nuestra aplicación. Los puertos GPIO son los que se van a

utilizar para programar las señales que se van a enviar y recibir tanto de los sensores

como de los actuadores [17].

Un ordenador del tamaño de una tarjeta de crédito La Raspberry Pi adopta la forma de

una PCB del tamaño de una tarjeta de crédito, utiliza SoC de Broadcom, se puede

observar su aspecto en la figura 2 y adicionalmente proporciona:

• Un procesador ARMv6 de 700 MHz.

• 256 MB de RAM.

• Una GPU 1080 p con salidas HDMI y de vídeo.

• Conector de audio de 3,5 mm.

• Conector de 26 vías con GPIO, UART, I2C y SPI.

Conectores para JTAG, DSI (display LCD) y CSI (cámara).

• Ranura para tarjeta SD • USB.

Ilustración 3 Especificaciones Raspberry PI (computador de placa reducida) [17].

24

8.5 Shield WIFI ESP-12E.

El módulo Wifi ESP-12E o Wemos D1 R2 es desarrollado por Ai-thinker Team.

procesador central ESP8266 en tamaños más pequeños, integra la micro unidad MCU

de ultra bajo consumo de 32 bits líder en la industria, con el modo corto de 16 bits, la

velocidad de reloj compatible con 80 MHz, 160 MHz, es compatible con RTOS, Wi-Fi

integrado MAC / BB / RF / PA / LNA, antena de a bordo. El módulo admite el acuerdo

estándar IEEE802.11 b / g / n, completa la pila de protocolos TCP / IP. Los usuarios

pueden usar el agregue módulos a una red de dispositivo existente, o construya un

controlador de red separado. ESP8266 es SOC inalámbrico de alta integración, diseñado

para diseñadores de plataformas móviles con limitaciones de espacio y energía.

Proporciona una capacidad insuperable para incorporar funciones de Wi-Fi dentro de

otros sistemas, o para funcionar como un dispositivo independiente aplicación, con el

menor costo y el requisito de espacio mínimo [18].

Ilustración 4 Vista superior modulo WIFI ESP-12E [18].

En la ilustración 4 se observa el módulo con sus respectivos componentes, tanto su

antena como los pines para el respectivo trabajo con el mismo en una proto board.

8.6 Sensor de Inclinación y/o Acelerómetro, MPU6050.

Es un acelerómetro de 3 ejes pequeño, delgado y de baja potencia con una medición

de alta resolución (13 bits) de hasta ± 16 g. Conversor análogo digital los datos de

salida están formateados como complemento a dos dígitos de 16 bits y es accesible

25

a través de un SPI (3 o 4 hilos) o I2C interfaz digital. El MPU6050 es ideal para

aplicaciones de dispositivos móviles midiendo la aceleración estática de la gravedad

en aplicaciones de detección de inclinación, así como la aceleración dinámica

resultante del movimiento o shock. Su alta resolución (4 mg / LSB) permite la medición

de inclinación cambia menos de 1.0 °.

Cuenta con varias funciones de detección especiales, actividad y la detección de

inactividad detecta la presencia o la falta de movimiento y si la aceleración en

cualquier eje excede un nivel establecido por el usuario. Detección de Tap detecta

grifos simples y dobles.

Los modos de baja potencia permiten una potencia inteligente basada en el

movimiento de gestión con detección de umbral y aceleración activa medición con una

disipación de potencia extremadamente baja. El MPU6050 viene empaquetado de

forma pequeña y delgada, 3 mm × 5 mm × de plástico de 1 mm [19].

Ilustración 5 Sensor acelerómetro y giroscopio [19].

Ilustración 6 Diagrama de bloques funcional sensor acelerómetro y giroscopio [19].

26

8.7 Modulo Gps Neo 6m

Se utilizo este Módulo GPS basado en u-blox NEO-6M es compatible con varios

controladores de vuelo que necesitan de posicionamiento GPS cuenta con una

alimentación de voltaje propicia para este proyecto de 3-5 VDC viene con una interface

serial UART 5V adicionalmente este pequeño pero eficiente modulo cuenta con una

antena cerámica de dimensiones de 25mm x 25mm, una batería de respaldo (MS621FE)

y una memoria no volátil EEPROM para guardar datos de configuración cuando el módulo

se desenergice. La frecuencia de refresco es de 5Hz, el tamaño del módulo es de 25mm

x 35mm y su Baud rate por defecto es de 9600bps [20].

Ilustración 7 Modulo GPS [20].

8.8 Electroválvula 10.2mm pulgada De plástico para sistemas sin presión N/C.

Se optó por este actuador debido a que en el mercado se encuentran diferentes tipos de

electroválvula, pero su uso común es para sistemas presurizados que cuenten con unas

presiones inherentes de cada sistema, esta es activada por un pulso eléctrico o cualquier

señal recibida por parte de la Wemos D1 R2, para poder hacerle el cierre. En su estado

normal de funcionamiento la electroválvula se encuentra abierta.

Esta es una válvula de cierre de emergencia de paso de gasolina: es un dispositivo de

seguridad para motocicletas de ser conectada a un sensor para la detección de

27

accidentes, permite el cierre automático cuando el sensor detecta unos niveles de

inclinación y envía el pulso eléctrico que cierra el electro válvula. La electroválvula puede

ser instalada de forma horizontal o vertical [21].

Ilustración 8 Electroválvula plástica 10.2 mm [21]

8.9 Protocolo MQTT.

MQTT significa MQ Telemetry Transport. Es un protocolo de mensajería de

publicación / suscripción, extremadamente simple y ligero, diseñado para dispositivos

con restricciones y redes de bajo ancho de banda, alta latencia o poco confiables. Los

principios de diseño son minimizar el ancho de banda de la red y los requisitos de

recursos del dispositivo al tiempo que se intenta garantizar la fiabilidad y cierto grado

de seguridad de la entrega. Estos principios también hacen que el protocolo sea ideal

para el mundo emergente de "máquina a máquina" (M2M) o "Internet de las cosas"

de dispositivos conectados [22].

8.10 Lenguaje PHP.

PHP es un lenguaje de código abierto muy popular, adecuado para desarrollo web y

que puede ser incrustado en HTML. Es popular porque un gran número de páginas y

portales web están creadas con PHP. Este lenguaje es de código abierto lo que

28

significa que es de uso libre y gratuito para todos los programadores que quieran

usarlo. Incrustado en HTML significa que en un mismo archivo vamos a poder

combinar código PHP con código HTML, siguiendo unas reglas [23].

8.11 Node RED

Es una herramienta de programación para conectar dispositivos de hardware, API y

servicios en línea de maneras nuevas e interesantes. Proporciona un editor basado

en navegador que facilita conectar flujos entre sí utilizando la amplia gama de nodos

en la paleta que se puede implementar en su tiempo de ejecución con un solo clic

[24].

8.12 Servidor APACHE

Apache es un poderoso servidor web, cuyo nombre proviene de la frase inglesa “a patchy

server” y es completamente libre, ya que es un software Open Source y con licencia GPL.

Una de las ventajas más grandes de Apache, es que es un servidor web multiplataforma,

es decir, puede trabajar con diferentes sistemas operativos y mantener su excelente

rendimiento [25].

8.13 Tiempos del sistema del servicio medico en una emergencia.

En cada emergencia en el ámbito pre-hospitalario es posible diferenciar ciertos

momentos los cuales se pueden nombrar como “tiempos”, estos han de cumplirse para

poder dar solución al suceso. Cada tiempo tiene situaciones específicas donde hay

factores que inciden positiva o negativamente. La hora cero es el momento en que

empieza la emergencia médica, a partir de este periodo el personal de salud debe

29

actuar, llegando a la escena en el menor tiempo posible, siempre pensando que el

paciente no tiene tiempo.

Inmediatamente después de la hora cero viene el periodo latente; transcurre desde que

ocurre el evento hasta que alguien ve la necesidad de pedir ayuda al sistema de

emergencia, en este momento finaliza este periodo y comienzan a desarrollarse los

tiempos del sistema del servicio de emergencia [26].

8.13.1 Tiempo de respuesta

Es considerado el periodo de tiempo que hay entre el momento en que el despachador

recibe la llamada hasta que el Equipo de Emergencia Prehospitalariallega a la escena

donde está el paciente. En este tiempo el personal debe estar muy bien capacitado

para dar una respuesta rápida, oportuna y eficiente, teniendo en cuenta que hay

factores externos que puedan modificar las acciones.

Este es divido en:

• Tiempo de Decisión: fase en el que despachador hará uso del triaje para

determinar cuál será la ambulancia más adecuada para el servicio, teniendo

en cuenta la ubicación, distancia, prioridad, disponibilidad.

• Tiempo de Espera: Es el periodo de tiempo que hay en el momento en que el

despachador da aviso a la ambulancia hasta que la ambulancia se dirige a la

escena. Este periodo está sujeto a la disponibilidad de la ambulancia., si ella

se encuentra operativa y disponible el tiempo será 0.

• Tiempo Rodado: Es el periodo de tiempo que hay desde que salió la

ambulancia de la base o indicó su disponibilidad hasta la llegada a la escena.

• Kilometraje rodado: Es la distancia recorrida de la unidad médica desde el lugar

donde recibió la llamada de la Base hasta el lugar de la escena [27].

8.13.2 Tiempo de tratamiento inicial

Transcurre desde la hora cero hasta que se comienza el tratamiento adecuadopara

garantizar el acceso al sitio de la emergencia debe haber una estructuración diseñada

en la comunicación dentro del personal y la institución encargada, todo esto con la

30

finalidad de disminuir el tiempo de respuesta, iniciando un tratamiento rápido y

oportuno [28].

8.13.3 Tiempo de oro

Uno de los elementos para el establecimiento deindicadores de la APH es establecido

por la hora de oro (goldenhour) propuesta por A. Cowley en 1960 en la cual se

entiende que un paciente crítico debe recibiratención en un centro asistencial dentro

de los primeros 60 minutos, contados apartir del inicio del trauma. Sin embargo, el

término ha sido sustituido por el de “periodo de oro” porque este período crítico no

corresponde necesariamente a unahora literal, corresponde a un tiempo simbólico, en

el que algunos pacientes tienen menos de una hora para recibir asistencia, dándose

una ventana de oportunidades durante el cual el personal prehospitalario e

intrahospitalario pueden tener una incidencia sobre la morbilidad y mortalidad

asociadas con las lesiones, mientras que en otros pacientes, este período puede ser

más prolongado [29].

El período dorado parte desde el momento que ocurre el accidente y dependerá de

los diversos autores en la pronta atención al evento. Como se mencionó

anteriormente, el período dorado parte desde el momento que ocurre el incidente,

tiempo cero y depende de la existencia de un sistema de notificación y atención como

el siguiente: el aviso de notificación a la línea de emergencias única, la forma de lograr

acceso que depende del conocimiento comunitario de cómo acceder y cómo usarlo,

la disponibilidad de recursos telefónicos o de aplicativos de próxima generación, la

oportunidad en la contestación en la central, la respectiva gestión del accidente en el

CAE por parte de los teleoperadores de emergencias, de la disponibilidad y

proximidad del recurso prehospitalario al sitio del accidente, de las condiciones de las

vías, las condiciones climáticas, aún de las condiciones de seguridad y orden público,

del aseguramiento de la escena y el rescate, de la impresión diagnóstica y el

tratamiento en campo y el tiempo de regulación, la disponibilidad de cama en el

hospital, la distancia a la llegada al hospital, la camaradería y el enlace asertivo con

31

el personal intrahospitalario [30]. Es de resaltar que el CAE de los países

desarrollados incorporan como una de sus principales misiones, estrategias para el

mejoramiento de la calidad con el fin de ofrecer la oportunidad en el servicio a los

llamantes, los cuales aplican las nuevas

tendencias y tecnologías de gestión de centros de llamadas y de contacto para su

óptimo desempeño. Dentro de los estándares de calidad algunos CAE de EE.UU.

aplican políticas de “cero abandono,” es decir que el usuario no desista de la llamada

una vez marca el número de emergencias XYZ por demora en la contestación, de allí

que estos centros tengan establecidos como tiempos máximos de contestación 6

segundos. En algunos CAE de Europa, los tiempos de espera máximos tolerables son

de 3,5 segundos antes de ser atendidos por un teleoperador de emergencias [31].

8.14 Recomendaciones según diversas organizaciones

8.14.1 Agencia Nacional De Seguridad VIAL-ANSV

Es una Unidad Administrativa Especial de carácter descentralizado, del orden

nacional colombiano, que forma parte de la Rama Ejecutiva, con personería jurídica,

autonomía administrativa, financiera y patrimonio propio, adscrita al Ministerio de

Transporte. Esta entidad es la máxima autoridad en la aplicación de la política pública

del Gobierno Nacional, busca prevenir, reducir y controlar la siniestralidad vial, a

través de las acciones administrativas, educativas y operativas, concientizando a los

diversos niveles de la población e integrándola dentro de una cultura vial. Dentro de

sus recomendaciones se encuentra [32].:

• Se debe realizar un chequeo a la moto antes de salir. Revise llantas, rines, frenos,

luces, acelerador y kit de arrastre, y que no haya fugas de aceite, gasolina,

refrigerante o de líquido de frenos. Los vehículos parados con el motor encendido

también lo despiden.

32

• Conduzca en línea recta, sin zigzagueos, para evitar una colisión con un vehículo

cercano. Siempre evite los puntos ciegos.

• Consulte el manual del fabricante para conocer los límites de peso y dimensión de

objetos que transporte.

• Circule siempre por el centro de la vía. La moto tiene el mismo derecho que

cualquier otro vehículo motorizado de mayor tamaño.

• La mirada siempre debe ir varios pasos a delante de dónde va la motocicleta. Esto

le permitirá anticiparse a cualquier situación, hueco, peatón o mancha de aceite,

entre otras.

• Evite estar detrás de camiones para protegerse del viento. Es mejor utilizar casco

con visor o prendas que le ayuden a sortear esta situación.

• Antes de girar por un cruce, mire a la izquierda, luego a la derecha y de nuevo a

la izquierda. Esta maniobra sirve para asegurarse de que un vehículo no aparezca

en el último momento.

• El paso de vehículos pesados a alta velocidad crea fuerzas aerodinámicas que

impulsan lateralmente a vehículos más livianos, como la motocicleta, desviándolos

de su trayectoria

8.14.2. Dirección General de tráfico de España

En 1959 para hacer frente a las a las necesidades derivadas de la creciente motorización

del país se procede a integrar las distintas competencias dispersas entre distintos

Ministerios. Desde su creación en dicho año el Organismo Jefatura Central de Tráfico se

encuentra adscrito al Ministerio de Interior (Antiguo Ministerio de Gobernación). La

naturaleza jurídica de la Jefatura Central de Tráfico es la de Organismo Autónomo

definido en la Ley 6/1997 de 14 de abril de Organización y Funcionamiento de la

Administración General del Estado cuya finalidad no es otra que el desarrollo de acciones

tendentes a la mejora del comportamiento y formación de los usuarios de las vías y de la

seguridad y fluidez de la circulación de vehículos, así como de la prestación al ciudadano

de todos los servicios administrativos pertinentes. El Organismo Autónomo Jefatura

33

Central de Tráfico tiene personalidad jurídica pública diferenciada, patrimonio y tesorería

propios, autonomía de gestión y plena capacidad jurídica y de obrar dentro de su esfera

de competencias. Dentro de sus recomendaciones se encuentra [33].:

• El casco, la protección más importante. Al elegir el tipo de casco se debe prestar

atención en que esté homologado y que sea de la talla correcta. Siempre deberá

ir correctamente ajustado y abrochado. Tiene una vida útil de cinco años, pero si

éste recibe un impacto debemos cambiarlo.

• Un buen equipamiento para la moto. La indumentaria debe de ser de un material

plástico o cuero, acolchado y elástico para facilitar el movimiento a la vez que

protege de las abrasiones. Hombreras, rodilleras, coderas y guantes deben estar

integradas en el traje. Cabe destacar la importancia de llevar un calzado

adecuado, en especial botas con resistencia a la abrasión para proteger los pies

del motorista, evitando todo tipo de calzado inadecuado, especialmente las

chanclas. Tanto en casco como en indumentaria se recomiendan colores claros

que mejoren la visibilidad del motorista.

• Posición natural y relajada. Durante la conducción es importante mantenerse en

una posición natural y relajada, correctamente sentado y con los pies bien

asentados en las estriberas, cargando la mayor parte del peso en los pies. La

posición además debe ser visible para el resto de conductores. Esto implica evitar

el ángulo muerto de los retrovisores del resto de vehículos.

• Consejos a la circular. Debe de prestarse especial atención a la circulación, así

como mantener una distancia de seguridad adecuada. Los dedos deben de ir

siempre preparados para frenar en caso de imprevisto. Es importante también

fijarse en las señales que indican la existencia de obras, debido a que puede haber

gravilla o tierra en la calzada. En caso de lluvia, se debe suavizar la conducción e

intentar no pisar las líneas pintadas en el pavimento, debido a que pueden resbalar

más.

34

Comprar con sentido común. Sería conveniente que los motoristas cuando fueran a

adquirir una moto, eligieran el tipo, potencia y tamaño, más acorde a sus condiciones

físicas y conocimientos técnicos.

8.14.3 Organización Mundial de la Salud (OMS)

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), los accidentes de tránsito

causan 1.2 millones de defunciones anuales y representan la principal causa de muerte

entre jóvenes de 15 a 29 años en todo el mundo. El 23% de todas estas muertes se

concentra en los motociclistas, el 22% en peatones, y el 4% en ciclistas. Es decir, el 49%

de todas las muertes por accidentes viales se concentra en los usuarios más vulnerables

de la vía pública, según muestran las cifras de OMS en el Informe sobre la situación

mundial de la seguridad vial 2015 [34].

La OMS identifica cinco principales factores que aumentan el riesgo de las lesiones

causadas por accidentes de tránsito:

• El exceso de velocidad

• La conducción bajo los efectos del alcohol

• No usar de casco por los motociclistas

En el caso de los motociclistas, utilizar correctamente un casco certificado (por las

normas DOT y ECE) reduce 40% el riesgo de morir durante un accidente y puede

disminuir alrededor del 70% de una lesión severa. De ahí la importancia no sólo

de usar el casco, sino de asegurarse que su calidad se encuentra certificada [35].

De acuerdo con la OMS, el casco cumple tres funciones:

• Reduce la desaceleración del cráneo y, por lo tanto, el movimiento del

cerebro al absorber el impacto. El material mullido incorporado en el casco

absorbe parte del impacto y, en consecuencia, la cabeza se detiene con

35

más lentitud. Esto significa que el cerebro no choca contra el cráneo con

tanta fuerza.

• Dispersa la fuerza del impacto sobre una superficie más grande, de tal

modo que no se concentre en áreas particulares del cráneo.

• Previene el contacto directo entre el cráneo y el objeto que hace impacto,

al actuar como una barrera mecánica entre la cabeza y el objeto.

Los motociclistas que no usan casco corren un riesgo mucho más alto de sufrir

algún tipo de traumatismo craneoencefálico o una combinación de ellos.

Los cascos aportan una capa adicional a la cabeza y, de ese modo, protegen de

alguna de las formas más graves de traumatismo cerebral, declara OMS en su

manual de seguridad vial para decisores y profesionales sobre cascos.

"Es posible que en el futuro los motociclistas se conviertan en un grupo de mayor

peso relativo en términos de morbi-mortalidad. De ahí que la OMS ha llamado la

atención sobre las necesidades particulares de los usuarios de la vía pública más

vulnerables", puntualizan los investigadores del INSP.

Para prevenir lesiones y accidentes viales: promovamos el uso de cascos

certificados, respetemos los límites de velocidad, no manejemos bajo el efecto del

alcohol ni usemos el celular mientras conducimos. Usa la cabeza, ponte casco.

[36].

9. Marco Legal.

IEEE802.3

• Es importante considerar que, según estudios realizados por el instituto de

Investigaciones de Seguridad en el Trabajo de Tokio, el 90% de los

accidentes durante las operaciones de mantenimiento, ajuste, programación, etc.,

mientras que solo el 10% ocurre durante el funcionamiento normal de la línea. En

36

este sentido, se ha desarrollado la normativa europea EN 775, adoptada en

España como norma UNE-EN 775 de título "Robot manipuladores. Seguridad",

que además de proporcionarle a los diseñadores y fabricantes un marco de trabajo

que les ayude a producir maquinas seguras en su utilización, presenta una

estrategia de trabajo para el desarrollo y selección de medidas de seguridad [37].

• El Decreto Nacional 1900 de 1990, en su artículo 3 establece que las

telecomunicaciones deberán ser utilizadas como instrumentos para impulsar el

desarrollo político, económico y social del país con el objeto de elevar el nivel y la

calidad de vida de los habitantes [38].

• Ley 1341: la presente ley determina el marco legal para la formulación de las

políticas públicas que regirán en el sector de las tecnologías de la información y

las comunicaciones, su ordenamiento general, el régimen de competencia, la

protección al usuario, así como lo concerniente a la cobertura, la calidad del

servicio, la promoción de la inversión en el sector y el desarrollo de estas

tecnologías, el uso eficiente de las redes y del espectro radioeléctrico, así como

las potestades del estado en relación con la planeación, la gestión, la

administración adecuada y eficiente de los recursos, regulación, control vigilancia

del mismo y facilitando el libre acceso y sin discriminación de los habitantes del

territorio nacional a la sociedad de la información [39].

10. METODOLOGIA PROPUESTA

A. Adquisición de información correspondiente a la instalación del sistema operativo del

computador de placa reducida Raspberry pi 3 y sus respectivos lenguajes de

programación.

B. Recopilación de información relacionada con el funcionamiento de cada uno de los

bloques de solución que se usarán para un adecuado funcionamiento del sistema.

C. Diseño del sistema de detección y datificación de accidentes en motocicleta a

implementar.

37

D. Programación de la tarjeta de desarrollo que ira en la motocicleta, verificando el

adecuado funcionamiento de cada uno de los bloques de solución.

E. Instalación de servidor APACHE y el gestor de base de datos MariaDB o Mysql en la

tarjeta de desarrollo Raspberry Pi 3.

F. Diseño de base de datos del accidente, el cual funcionará como interfaz de usuario.

G. Pruebas de funcionamiento del sistema desde un dispositivo con acceso a internet.

H. Posterior análisis de los datos recopilados por el sistema.

Se pondrá en marcha el diseño y la implementación del sistema garantizando un correcto

funcionamiento, por medio de pruebas en diferentes etapas del proyecto. Para ello se

irán adjuntando bloque por bloque al sistema verificando que la adición de uno de estos

subsistemas no afecte el funcionamiento de los que ya se encuentran ejecutándose.

El diagrama de bloques dado en la Ilustración 8, define de las etapas y el proceso de

ejecución del mismo

0

Ilustración 9 Diagrama de bloques general

38

10.1 Especificaciones Técnicas De La Solución Propuesta (Evaluación De

Tecnologías)

10.1.1 ADQUISICIÓN DE DATOS: En este bloque esta contenido la parte física de los

sensores, los cuales son los encargado de hacer lectura de los datos

constantemente, adicionalmente se implementó un filtro complementario digital el

cual es encargado de estabilizar la toma de la lectura digital de los datos del

acelerómetro/giroscopio MPU6050 para poder enviarlos, al computador del placa

reducida para que estos puedan ser procesados y poder finalmente llegar a

notificar de manera oportuna al entorno empresarial de cada posible víctima de un

accidente de tránsito en motocicleta generando así la novedad de siniestro.

Adicionalmente con base en los cambios que se hicieron para encontrar la

ubicación adecuada del mismo fue necesario hacer pruebas para lograr calibrar la

sensibilidad adecuada y poder hacer una lectura correcta de los datos.

Para que la tarjeta de desarrollo Wemos D1 R2 pueda hacer lectura de los datos

fue necesario establecer una comunicación SPI entre el MP6050 y el módulo Gps

la cual se hizo de la siguiente manera (ver figura 9):

Ilustración 10 Conexión física entre el MPU6050, Módulo Gps Neo6m y la tarjeta de

desarrollo Wemos D1 R2.

39

En la figura 9 se observa la conexión física que se implementó para una lectura

correcta de los datos, pero para que esta lectura se pudiera hacer también fue

necesario hacer unas configuraciones en nuestra raspberry, las cuales a

continuación serán descritas:

• Se uso una librería llamada wire, en la tarjeta WEMOS D1 R2 la cual permite

modificar los pines de Rx y Tx, cada vez que se energiza este corre tanto la

comunicación SPI, SERIAL, y la comunicación MQTT entre la raspberry, y el

aplicativo web desarrollado en node-red.

10.1.2 COMPUTADOR RPI: Este bloque está definido como el bloque central o el cerebro

del proyecto, debido a que dentro del está alojado en el servidor donde esta

soportado el sistema de detección de accidentes para un entorno empresarial

Adicionalmente tiene una base de datos para la toma de valores de los sensores

para luego si fuera el caso hacer una interpretación correcta de los datos tomados

por los sensor y con base en esto poder entrar en un ciclo para la toma de una

decisión que determine si es necesario generar las alertas pertinentes,

(notificación en aplicativo web, alarma sonora ), esto tomando en cuenta que el

nivel de monóxido de carbono sobrepase los parámetros mínimos (no afectación

de la integridad física de las personas). Lo que le permite a este computador de

placa reducida generar estas alertas es la conectividad física con internet, la

alarma sonora y la conectividad con el Arduino NANO para poder indicarle al

módulo GPRS/GSM si es necesario proceder a hacer él envió de un mensaje.

También es necesario que para que todo esto funcione se haga una configuración

respectiva en la raspberry la cual será descrita a continuación:

Instalación de node-red y node.js para poder establecer comunicación entre el

aplicativo de IoT usando el protocolo de Mqtt, adicionalmente se procede a instalar

las herramientas de dashboard para las visualizaciones.

10.1.3 SHIELD WIFI: Este bloque es uno de los más importantes de la topología del

proyecto debido a que es el encargado de establecer y mantener la conexión de

40

internet generado por un Smartphone que pueda brindar cobertura de red

inalámbrica dese la red móvil 4g notificar en tiempo real si existe un ambiente

peligroso al interior de la residencia, esto lo hace por medio del envió correo

electrónico de varios usuarios, todo este proceso se genera por medio de una

configuración previa en este módulo la cual permite él envió eficiente de este tipo

de mensajes. Este envío de mensajes se hace con base en los datos

suministrados por la etapa de adquisición de datos, este Arduino recibe un uno

lógico que se encarga de indicarle que hay que enviar un mensaje debido a la

alteración de gas en la casa.

10.1.4 APLICATIVO IoT: Bloque donde se tiene interfaz en tiempo real con el usuario final

por medio de Internet, se puede ver los niveles de inclinación que está sometida

la motocicleta, generar alerta al celular y cerrar válvula principal de gas por medio

del aplicativo. Bueno para que esta aplicación funcione correctamente también fue

necesario hacer unas configuraciones previas de la misma. A continuación en la

ilustración 12 se muestra la interface final de la aplicación, en la parte de arriba

aparece una aguja análoga que es el encargado de mostrar en tiempo real la

lectura tomada por el sensor de inclinación, también se puede observar el pulsador

en estado OFF, este pulsador es el encargado de cortar el paso del gasolina en

un momento determinado simplemente oprimiéndolo, los otros dos botones que

se observan en los laterales son los encargados de las notificaciones, el uno para

notificación a la aplicación y otro para notificación vía mensaje de texto. Cada uno

de estos botones requiere una configuración para que puedan funcionar

correctamente con la raspberry, esta configuración se maneja desde el mismo

aplicativo.

41

Ilustración 11 Aspecto final de la aplicación.

10.3.6 ACTUADOR MECÁNICO: Este bloque está compuesto por el actuador mecánico

el cual está conectado físicamente con la tarjeta WEMOS D1 R2 y tiene la función

importante de activarse cuando los niveles de inclinación indiquen un accidente o

incidente de tránsito , todo esto con una previa indicación que le da el computador de

placa reducida la cual es enviada con base en la instrucción Mqtt que le sea suministrada

por parte del usuario luego de que este reciba la notificación de que el nivel de monóxido

de carbono al interior de la residencia supera el umbral mínimo y pueda ser peligroso

para las personas que se encuentren al interior de esta. Adicionalmente después de un

tiempo determinado que se haya enviado la notificación al usuario y este no envié la

instrucción de cerrar la válvula el sistema automáticamente cerrara la válvula. En la figura

12 se muestra como quedo instalado finalmente el actuador en la motocicleta, este se

instaló antes del acople entre la manguera de gasolina y la entrada al carburador, algo

que caracteriza a este actuador es que para su funcionamiento necesita estar energizada

siempre, y con un relé interrumpir el funcionamiento de esta electroválvula para poder

impedir el paso de combustible y así evitar incendios o explosiones por derrames en un

accidente.

42

Ilustración 12 Actuador instalado.

11 RESULTADOS PRUEBAS Y PROCESO DE DESARROLLO

11.1 Montaje De los Sensores

Inicialmente en el proceso de desarrollo del proyecto se hace la ubicación estratégica de

los sensores de tal manera que estos pueda tomar lecturas eficientes de los niveles de

inclinación y localización geográfica , para esto fue necesario hacer diversas pruebas

dentro de las cuales se logra identificar una ubicación adecuada para que este no se vea

afectado por el calor emitido por el motor de la motocicleta cuando esta esté en uso y así

mismo que se logre hacer una buena lectura, adicionalmente de ahí se parte a

implementar una conexión inalámbrica wifi dentro de la moto para poder hacer las

comunicaciones de los sensores con el computador de placa reducida (Raspberry PI).

A continuación, en la tabla 3 se describen unos datos tomados con base en pruebas del

comportamiento de 2 sensores de orientación diferentes parametrizados de -90 a 90

grados en 2 de los movimientos o ejes fundamentales de funcionamiento del MPU6050

que son el pitch y el roll basados en la regla derecha , todo esto para identificar el

comportamiento de los mismos según el filtro complementario que se optó emplear para

43

estabilizar las medidas, esto se hace siempre y cuando el sensor este en constante

movimiento como alojado en automóviles, motos, drones, etc. La tabla numero 3 arroja

una información la cual muestra que para aplicaciones que estén en movimiento es

imprescindible usar filtro complementario para estabilizar las medidas, y por lo mismo la

lectura se hace de manera más rápida y toma menos tiempo.

Medidas. Inclinación con MPU6050

con filtro complementario.

Inclinación con MPU6050

sin filtro complementario.

1 88,345° (82,269° - 86.268°)

2 70.123° (68,547° - 74.324°)

3 48,112° (46,237°- 50.424°)

4 27,154° (26,188° - 40.268°)

5 9.785° (4,29° - 9.248°)

6 0,684° (0,799° - 0.905°)

7 -85,245° (-82,1568°- -89.68°)

8 -70,232° (-68,548° - -75.659°)

9 -48,198° (-46,237°- -50.788°)

10 -27,187° (-25,188°- -2.38°)

11 -9,9° (-4,247°- -10.5°)

12 -0,68° (-0,695° - -2.795°)

Tabla 3 Comparativa de inclinómetros con y sin filtro complementario.

44

11.2 Montaje Del Actuador Mecánico.

Para la implementación de este actuador se hizo necesario hacer unas investigaciones

en cuanto a las dimensiones de la tubería del gas natural y que tipo de actuador podría

ser el más adecuado para el cierre del paso de gasolina, adicionalmente para hacer un

buen montaje de este se hizo necesario recurrir a una persona con conocimientos en

cuanto montaje y desmontaje de registros, esto con el fin de que este quedara

debidamente instalado. En la figura D se puede observar el montaje final del mismo.

11.3 Conexión y Configuración Del Protocolo Mqtt.

En este punto del proyecto se procede a hacer la configuración de la tarjeta Wemos D1

r2 para lo cual se hace necesario establecer una comunicación con un bróker que es el

encargado de redirigir el tráfico a servidores dedicados de IoT por ejemplo, por medio del

protocolo Mqtt, esta comunicación es la que va a permitir que con base a los datos

tomados en la Wemos, se pueda desde la misma enviar datos pertinentes ala raspberry

pi para que por medio de la red internet proporcionada por un smartphone que soporte

el uso como router inalámbrico pueda establecer una comunicación directa con el

dispositivo móvil Wemos en la motocicleta por medio de mensajes de correo electrónico

y así generar una notificación al usuario si los niveles de inclinación estén poniendo en

riesgo al conductor o en caso de un accidente de tránsito por encima del umbral de

funcionamiento normal, para que este desde su mismo dispositivo móvil y por medio de

del aplicativo implementado en node red pueda enviar información a la raspberry .

11.4 Configuración De La Aplicación En El Servidor Raspberry Pi

En este punto del desarrollo del proyecto es donde se hace uso del principio de IoT

(Internet of things) por medio de una aplicativo creado para estos fines, la cual es

conocida como node red basada en node.js, dentro de sus características principales se

encuentra que es programable en JavaScript si se prefiere además se instálalo el apache

45

server para uso como servidor propio para el manejo de la información que se pueda

llegar a utilizar en el proyecto.

Adicionalmente se pudo interpretar que esta aplicación es muy didáctica tanto con el

usuario final como con el que la implementa, para la configuración previa de esta

aplicación se hace necesario solamente instalar node.Js en el computador de placa

reducida y para el servicio del bróker un registro desde la misma para poder adquirir

código de seguridad llamado token, el cual es el que nos va a permitir establecer la

comunicación segura entre la raspberry y la aplicación móvil para el tratamiento de los

datos en internet.

Para la configuración de la aplicación se hace la descarga del manage palette de node

red el cual es para poder gestionar más bloques adicionales a la instalación por defecto,

luego se procede a hacer uso de los widgets según la necesidad del proyecto, para

nuestro caso puntual se hizo uso de 1 gauge analog (medidor análogo, notification

settings (configuración de aplicación), email settings (notificación por correo), en la

selección de bloques button settings (configuración de botón). Cada uno de estos widgets

en el dashboard tiene una función específica dentro de nuestro proyecto, el gauge

settings se encarga de mostrar el nivel de inclinación en los ejes x y z del giroscopio

tomado por el sensor MPU6050 adicionalmente posteando la ubicación de la motocicleta

y todo esto en tiempo real, el notification settings es el encargado de generar la

notificación propia en la aplicación, esta maneja dos tipos de notificaciones; la primera es

para indicar que el computador de placa reducida se desconecta de la red y la otra y muy

importante es cuando se haya producido un accidente, el email settings es la función

encargada de generar la notificación vía correo electrónico cuando el nivel de inclinación

están en algunos de sus 2 extremos que indican que la moto, y finalmente el button

settings es el encargado de enviar la instrucción a nuestro computador de placa reducida

para que esta envié el pulso al actuador mecánico y se pueda hacer el corte del paso de

gas para evitar posibles explosiones.

46

11.5 Programación De La Raspberry Pi

En este punto es muy importante dentro del desarrollo del proyecto debido a que todo el

proceso nombrado en los ítems anteriores y toda la configuración que ya tiene nuestro

computador de placa reducida están independientes, lo cual quiere decir que hasta este

punto cada ejecutable esta independiente, la comunicación entre la raspberry y la

aplicación, la comunicación directa entre un pin del Wemos R1 D2 y el actuador

mecánico. Por este motivo se hace necesario compilar todo en un solo ejecutable para el

correcto funcionamiento de nuestra aplicación, como ya se habló anteriormente el

ejecutable donde se genera todo el código fuente es el main.cpp y es ahí donde se

comprimen todos los archivos con cada función específica del proyecto. Ya con esto

debidamente programado se procede a hacer pruebas pertinentes de la aplicación

completa con todo programado.

11.6 Relación Costos y Beneficios Del Proyecto.

La tabla 4 hace una breve descripción de los costos en general para la ejecución del

proyecto, el objetivo de relacionar los costos junto con los beneficios es dejar soportado

con pruebas en el documento de que el DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN

SISTEMA DE DETECCION DE ACCIDENTES EN MOTOCICLETA PARA UN

ENTORNO EMPRESARIAL generara una serie de beneficios para el conductor de la

motocicleta y el empleador.

Costos en miles de $

Rubros Recursos

Costos Directos

1.1.1 Hardware y comunicaciones $ 469

1.1.2 Software $ 0

1.1.4 Otros costos $ 150

Costos Indirectos

2.1.4 Tiempo en solucionar problemas $1200

TOTAL $1819

Tabla 4 Costos generales directos e indirectos del proyecto.

47

En este punto se hace una descripción puntual de lo que, si fue necesario comprar, la

tabla 5 muestra los elementos necesarios para el funcionamiento total del proyecto,

esta tabla es contemplada al momento de generación de un producto a partir del

prototipo.

EQUIPO JUSTIFICACIÓN RECURSOS TOTAL

Monitor con entrada HDMI

Encargado de visualizar el SO de la raspberry para poder configúrala

$130 $130

TARJETA WEMOS D1 R2

Para la comunicación se va a emplear unos módulos de comunicación los cuales van a permitir la notificación de

accidente y para visualización en el sistema de detección.

$28 $28

Multímetro Dispositivo indispensable para pruebas de funcionamiento $8 $8

Raspberry PI Unidad de control de todo el proyecto que lleva a cabo

todos los procesos y cálculos para el funcionamiento del mismo

$170 $170

Modulo Gps Neo 6m

Encargado de suministrar la ubicación exacta $60 $60

Sensor MPU6050 Encargado de hacer la lectura de Los niveles de inclinación $18 $18

Electroválvula Encargada de cortar el paso de gasolina en un momento

determinado $35 $35

FUENTE DC-DC Encargadas de suministrar la alimentación necesaria para

que los dispositivos funcionen correctamente $20 $20

Total $469 469

Tabla 5 Costos específicos directos hardware y comunicaciones del proyecto.

A continuación, en la tabla 6 se hace una descripción de los beneficios que se podrían

producir con este proyecto para el conductor de una motocicleta con este sistema de

detección los valores han sido estimados con valores reales para que los cálculos no

sean tan sesgados de la realidad de los posibles beneficios al implementar este tipo de

proyectos.

48

ACTOR/CONDUCTOR BENEFICIO DIMENSIONES

VALOR

ESTIMADO

POR AÑO EN

MILES DE $

BENEFICIOS

ECONÓMICOS

TIEMPO

*Reporte oportuno dirigido a empleador

$ 120

*Ubicación exacta del siniestro para empleador

$80

GASTOS

*Interacción personal con empleador

$10

*Cierre de válvula de paso de combustible evitando derrames

$20

BENEFICIOS

SOCIALES

TRANSPARENCIA *Trazabilidad $ 150

ACCESO, USO Y DISPONIBILIDAD

*Base de datos de accidentes de tránsito con últimos valores de los sensores en el momento del siniestro para posterior análisis

$ 100

*Ubicación exacta de la motocicleta.

$ 350

TOTAL $ 830

Tabla 6 Descripción de los beneficios posibles para el conductor de la motocicleta.

En esta instancia se describe de los beneficios que se podrían producir con este proyecto

para el empleador colombiano del ámbito de la mensajería o domicilios obsérvese tabla

7, los valores han sido estimados con valores reales para que los cálculos no sean tan

sesgados de la realidad de los posibles beneficios al implementar este tipo de proyectos,

evitando demoras en entregas, multas en la ARL por no reportar a tiempo los accidentes

laborales y un sin fin de inconvenientes.

ACTOR/EMPLEADOR BENEFICIO DIMENSIONES

VALOR

ESTIMADO

POR AÑO EN

MILES DE $

BENEFICIOS

ECONÓMICOS TIEMPO

*Reporte oportuno dirigido a empleador

$ 120

*Ubicación exacta del siniestro para empleador

$80

49

*Empleador reportara a organismos de emergencia para más precisión en la llegada para la atención.

$ 160

GASTOS

*Interacción personal con conductor $10

*Cierre de válvula de paso de combustible evitando derrames

$20

BENEFICIOS SOCIALES

GESTIÓN HUMANA *Satisfacción de los funcionarios $ 200

CALIDAD DE LA GESTIÓN *seguridad de la información, monitoreo y control/ auditorias y identificación de riesgos.

$ 1000

IMAGEN *Aprobación de la gestión vinculada a los proyectos

$ 100

*Publicidad. $ 450

TOTAL $ 2160

Tabla 7 Beneficios generales posibles para el empleador.

La relación costos y beneficios nos arroja un factor de retorno de $1.6437 por cada

peso invertido en este novedoso proyecto lo cual evidencia que si es viable desarrollar

este tipo de iniciativas de sistemas de detección de accidentes en motocicleta la cual

se obtiene de dividir la suma de todos beneficios sobre la adición de todos los costos

de la puesta en marcha de este sistema de detección de accidentes para entornos

empresariales.

11.7 Tiempos De Respuesta de las diferentes alertas visuales creadas en la

plataforma cuando el sistema este bajo cobertura 4G y 3G con el operador

Claro móvil.

En la tabla 8 se observa los datos tomados con diferentes alertas en la pantalla del

sistema de detección de accidentes y los tiempos de respuesta que se tienen en la red

4g, para estas pruebas se tomaron 20 muestras y se promediaron dejando un valor

50

aproximado para cada tipo de alerta, se encontraron los tiempos mínimos y máximos en

cada caso.

Prueba Fecha Hora

Simulación Accidente.

Tiempo alerta con

inclinómetro en la

plataforma (En segundos s).

Tiempo alerta con cambio de

estado de actuador en la plataforma (En

segundos s).

Tiempo aviso vía correo

electrónico posterior

accidente de tránsito (En segundos s).

1 13/08/2018 10:20 0,32 0,35 0,38

2 13/08/2018 11:20 0,23 0,36 0,4

3 13/08/2018 12:20 0,25 0,27 0,5

4 13/08/2018 13:20 0,12 0,16 0,35

5 13/08/2018 14:20 0,13 0,29 0,21

6 13/08/2018 15:20 0,26 0,24 0,29

7 13/08/2018 16:20 0,15 0,13 0,25

8 13/08/2018 17:20 0,17 0,19 0,26

9 13/08/2018 18:20 0,29 0,24 0,58

10 14/08/2018 19:20 0,31 0,29 0,35

11 14/08/2018 10:20 0,61 0,57 0,21

12 14/08/2018 11:20 0,23 0,22 0,29

13 14/08/2018 12:20 0,43 0,44 0,59

14 14/08/2018 13:20 0,24 0,2 0,6

15 14/08/2018 14:20 0,26 0,2 0,38

16 14/08/2018 15:20 0,27 0,23 0,26

17 14/08/2018 16:20 0,26 0,24 0,65

18 14/08/2018 17:20 0,25 0,3 0,56

19 14/08/2018 18:20 0,65 0,6 0,5

20 14/08/2018 19:20 0,24 0,24 0,36

Media 0,26 0,27 0,37

Max 0,65 0,60 0,65

Min 0,12 0,13 0,21

51

Tabla 8 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 4G.

En la tabla 9 se observa los datos tomados con diferentes alertas en la pantalla del

sistema de detección de accidentes y los tiempos de respuesta que se tienen en la red

3g, para estas pruebas se tomaron 20 muestras y se promediaron dejando un valor

aproximado para cada tipo de alerta, se encontraron los tiempos mínimos y máximos en

cada caso. , se llega a la conclusión que lo que más importa es el tipo de red con la que

el dispositivo móvil se conecta a internet, si estamos en una ciudad con cobertura 4g el

tiempo de respuesta para activar el actuador que cierra la válvula de gasolina es muy

bueno, como se puede apreciar en los mapas de cobertura todas las pruebas se

realizaron en la ciudad de Bogotá D.C.

Ilustración 13 Mapa de cobertura Claro móvil 4G [40].

52

Prueba Fecha Hora

Simulación Accidente

Tiempo alerta con

inclinómetro en la

plataforma (En segundos s).

Tiempo alerta con cambio de

estado de actuador en la plataforma (En

segundos s).

Tiempo aviso vía correo

electrónico posterior

accidente de tránsito (En segundos s).

1 15/08/2018 10:20 1,26 1,25 1,28

2 15/08/2018 11:20 1,23 1,25 1,25

3 15/08/2018 12:20 1,25 1,26 1,26

4 15/08/2018 13:20 1,12 1,24 1,25

5 15/08/2018 14:20 1,25 1,23 1,24

6 15/08/2018 15:20 2,01 1,35 1,45

7 15/08/2018 16:20 1,9 1,25 1,43

8 15/08/2018 17:20 1,23 1,25 1,45

9 15/08/2018 18:20 1,25 1,47 1,47

10 16/08/2018 19:20 1,26 1,27 1,48

11 16/08/2018 10:20 1,25 1,46 1,5

12 16/08/2018 11:20 1,24 1,47 1,51

13 16/08/2018 12:20 1,45 1,25 1,53

14 16/08/2018 13:20 1,25 1,4 1,55

15 16/08/2018 14:20 1,25 1,41 1,56

16 16/08/2018 15:20 1,24 1,43 1,58

17 16/08/2018 16:20 1,23 1,44 1,59

18 16/08/2018 17:20 1,23 1,45 1,56

19 16/08/2018 18:20 1,25 1,46 1,59

20 16/08/2018 19:20 1,28 1,48 1,65

Media 1,31 1,35 1,45

Max 2,01 1,48 1,65

Min 1,12 1,23 1,24

53

Tabla 9 Descripción de tiempos de respuesta de alertas del sistema en 3G [40]

11.8 TIEMPOS DE RESPUESTA DE CIERRE DE LA VÁLVULA DESDE LA

PLATAFORMA DEL SISTEMA CUANDO LA MOTOCICLETA SE ENCUENTRE

BAJO COBERTURA DE DIFERENTES OPERADORES MÓVILES EN BOGOTÁ.

3G 4G

CLARO 2,6 0,6

TIGO 2,8 0,8

VIRGIN 2,7 0,7

Ilustración 14 Mapa de cobertura 3G Claro móvil

54

MOVISTAR 2,5 0,6

AVANTEL 2,6 0,7

Tabla 10: Descripción de tiempos de respuesta en red 3g y 4g tomado con diferentes operadores móviles.

En la tabla 10 se observa los datos tomados con diferentes operadores móviles y los

tiempos de respuesta que se tienen en las diferentes redes 3g y 4g respectivamente,[41]

para estas pruebas se tomaron cinco muestras y se promediaron dejando un valor

aproximado para cada operador, nuevamente se llega a la conclusión que lo que más

importa es el tipo de red con la que el dispositivo móvil se conecta a internet, si estamos

en una ciudad con cobertura 4g el tiempo de respuesta para activar el actuador que cierra

la válvula de gasolina es muy bueno.

11.9 Pruebas de Consumo de datos móviles por parte de la tarjeta Wemos D1 R2

alojada en la motocicleta.

En la tabla 11 se describen las 50 pruebas de consumo de datos móviles en KB desde la

tarjeta WEMOS D1 R2 usando el protocolo MQTT en diferentes lapsos de tiempo bajo el

operador Claro móvil, el consumo promedio por minuto es 0.2838 KB en otras palabras

consume 1.3718 KB por hora, en un día normal de uso de este sistema de detección

aproximadamente consume 12.4262 KB, lo cual evidencia que este protocolo basado en

M2M(machine to machine) es muy económico en cuanto a consumo de datos.

55

IP ANALIZADA Inicio de sesión Volumen de datos (KB)

Duración (minutos) País

Estado de sesión

192.168.44.66 25/08/2018 03:48 PM COT 15.656 55:16 Colombia Completado

192.168.44.66 25/08/2018 11:48 AM COT 82.217 240:00 Colombia Parcial

192.168.44.66 25/08/2018 11:47 AM COT 0.607 0:11 Colombia Completado





192.168.44.66 24/08/2018 11:00 PM COT 38.129 240:00 Colombia Parcial













56






















57









Tabla 11 Pruebas de consumo de datos móviles.

12 CONCLUSIONES

Se logra identificar que la lectura de los datos se puede hacer cada 50 ms, lo cual

es ideal debido a que esta velocidad en el muestreo también se ve reflejada en la

aplicativo implementado en Node RED, y por ende se logra obtener un tiempo

medio de respuesta por parte del inclinómetro de 1,39 segundos en caso de

accidente si la motocicleta se encuentra en 3g, en caso contar con cobertura 4g

su tiempo medio es de 0.26 segundos.

El uso de la alerta vía a correo electrónico con cobertura 4g, cuando el nivel de

inclinación de motocicleta sea peligroso para el conductor tarda máximo 0.65

segundo en llegar a el entorno empresarial.

El uso de la alerta vía a correo electrónico con cobertura 3g, cuando el nivel de

inclinación de motocicleta sea peligroso para el conductor tarda máximo 1.65

segundos en llegar a el entorno empresarial

58

Para la activación remota del actuador mecánico genera un retraso de hasta 2,9

segundos, esto tomando como base que las pruebas pertinentes se hicieron

conectando el computador de placa reducida a un internet con velocidad de 5

Megas (el computador de placa reducida es quien recibe los datos de los sensores

para la visualización), con esto se logra identificar que el uso de esta aplicación es

óptimo debido a que se genera un buen tiempo de respuesta para avisar a

organismos de emergencia oportunamente.

La utilización de una topología de ad hoc porque no depende de una

infraestructura preexistente con vías separadas para enlaces troncales y AP

clientes; permite la ampliación de la misma sin necesitar modificaciones severas,

mediante nodos.

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