miércoles, 10 de junio de 2015

PROYECTO SEGURIDAD MÓVIL

CONTENIDO.

INTRODUCCIÓN.....................................................................................

CAPÍTULO I. PRESENTACIÓN DEL ANTEPROYECTO............................

CAPITULO II MARCO TEÓRICO..............................................................

CAPITULO III METODOLOGÍA................................................................

CAPITULO IV PRODUCTOS Y RESULTADOS.........................................

CONCLUSIÓN..........................................................................................






INTRODUCCIÓN.

El avance de las tecnologías en la industria del automovilismo es importante para las compañías debido a que los automóviles son un lujo para los usuarios, hoy en día es una necesidad que las personas tengan un automóvil. Cada vehículo tiene diferente finalidad y va dirigido a distintos tipos de usuarios. El lanzamiento de vehículos con características novedosas define a las empresas dedicadas al comercio de los automóviles, la manera de implementar las tecnologías en un automóvil debe de ser notoria para el usuario, perfeccionando el confort.

La seguridad en los automóviles puede ser vulnerable a los ataques de algún intruso, ninguna alarma da la seguridad de que un vehículo no sea robado y ninguna lo logrará hacer, debido que siempre existirán los usuarios maliciosos que intenten robar un automóvil, lo único que el propietario de un vehículo puede hacer es ponerle obstáculos al ladrón como: seguros, sistema de alarma eléctrico por radiofrecuencia, vara de seguridad en el volante, cortadores de corriente, etc. La desventaja en los sistemas de radiofrecuencia es que se puede topar con otro automóvil que maneje la misma radiofrecuencia y el vehículo seria vulnerable a los ataques con cualquier otro control de alarma.

Las tecnologías enfocadas a las comunicaciones, resultan ser llamativas al cliente, así mismo es una comodidad poder tener el control de los aparatos electrónicos cotidianos en la vida del ser humano. Tomando que el uso de dispositivos móviles ya es una necesidad para el ser humano, se puede enfocar todo en un dispositivo, existen tecnologías que se enfocan a tener un control en el dispositivo móvil, a esto se le puede llamar centralización.
El usuario busca la facilidad de las cosas, no le gusta batallar en realizar actividades cotidianas, con el desarrollo de sistemas dedicados al confort esto puede ser posible, el simple hecho de poder realizar las actividades más rápido y que de tiempo para realizar otras actividades puede ser de gran ventaja en un ambiente comercial.

Un gran cambio en los dispositivos móviles fue la implementación de la tecnología Bluetooth la cual se dedica a la comunicación entre dispositivos a corta distancia, se pueden pasar datos, textos, imágenes, música, etc. Cualquier cosa que soporten los dispositivos se puede transmitir mediante el Bluetooth, la ventaja de esta tecnología en los dispositivos es que solamente permite un enlace punto a punto se podría decir, solamente se puede establecer una conexión con un solo dispositivo, esto permite la seguridad en dicha conexión, se enlaza por medio de una dirección MAC y puede tener un código de autentificación al momento de querer conectarse con otro dispositivo, esto permite hacerle entender al usuario que tiene el control sobre lo que sucede en el dispositivo móvil.

Si se aplica esta información da por consecuencia la necesidad de tener un control sobre el lugar donde se encuentra el automóvil y el control de éste a distancia es conveniente como medio de seguridad.Con la construcción y aplicación de una alarma completa para el automóvil a distancia, controlada por medio de un dispositivo móvil, se logrará tener un control para apagar o encender el auto según sea la necesidad del cliente.


CAPÍTULO I. PRESENTACIÓN DEL ANTEPROYECTO.


1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Debido a la vida rápida de las personas se requiere fluidez al momento de realizar actividades cotidianas, el proceso de elevar la temperatura del motor de un automóvil para disponer de él al hacer circular mejor el aceite mediante el calentamiento,  puede ser tardado y dispone del tiempo de los usuarios, el confort para el ser humano se vuelve día a día un hecho debido a los avances tecnológicos, pero hay actividades que las personas no pueden controlar, como la manipulación total de un vehículo a distancia.

1.2 JUSTIFICACIÓN.

Con la implementación del sistema de "SEGURIDAD MOVIL" resulta más sencillo para los usuarios manipular su vehículo a distancia, ya que con este sistema el usuario podrá encender el automóvil, abrir puertas, bajar vidrios eléctricos, encender luces delanteras a distancia mediante un dispositivo móvil, esto con la finalidad de centralizar una actividad cotidiana con un dispositivo de uso común como lo es un celular.

1.3 OBJETIVOS.

1.3.1 OBJETIVO GENERAL.

Desarrollar e implementar un sistema de telecontrol dedicado a los automóviles, para mantener una manipulación sobre ellos a distancia, mediante el diseño de circuitos electrónicos y desarrollo de procesos computacionales microcontrolados en conjunto con redes de comunicación.

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

  • Diseñar y programar el algoritmo en el software “PCW” para el funcionamiento del microcontrolador 18F4550.
  • Diseñar y desarrollar el circuito electrónico aplicado a un microcontrolador 18F4550 en conjunto con una conexión bluetooth, para control mediante un dispositivo conectado a través de dicha conexión.
  • Desarrollar una aplicación de celular o tablet capaz de transferir datos por bluetooth para comunicar la aplicación con el circuito del microcontrolador 18F4550.
  • Elaborar una etapa de potencia con relevadores para el control de: apertura de las puertas, encendido del vehículo, control de vidrios eléctricos mediante la interacción del microcontrolador 18F4550.



1.4 RESULTADOS ESPERADOS.

Al terminar los circuitos electrónicos (receptor), la programación del dispositivo móvil, la programación del micro controlador y conjuntar la programación del software con la red de comunicación y  los circuitos desarrollados  con el receptor del automóvil, se debe de obtener un sistema de control para automóviles.

1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES.

1.5.1 ALCANCES.

El sistema tiene como alcance automatizar un automóvil, para su total control en cuestión de seguridad, así como control de operaciones básicas del automóvil como apertura de puertas, control de vidrios eléctricos, encendido y apagado del auto.

1.5.2 LIMITACIONES.


El sistema funcionara únicamente con el control de apertura de puertas, control de encendido del automóvil, control de apagado del automóvil, control de la apertura y cierre de los vidrios eléctricos. 

1.6 DIAGRAMA A BLOQUES DEL SISTEMA.








CAPITULO II MARCO TEÓRICO.



2.1 MICROCONTROLADOR 18F4550.

Un microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida.

2.1.2 CARACTERISTICAS DE MICROCONTROLADOR 18F4550.

El microcontrolador 18F4550 cuenta con una amplia gama de funciones, cuenta con 40 pines, así como diversos puertos dedicados a la convergencia con dispositivos electrónicos, cuenta con 4 puertos de entrada y salida lo que son el puerto A el puerto B el puerto C y el puerto D, en los cuales se pueden contar en cada uno con 8 pines, que se pueden utilizar como entrada para control de PIC 18F4550 o salida para a su vez controlar otra cantidad de circuitos conectados a él. 



EL microcontrolador 18F4550 posee un generador de reloj integrado y una pequeña cantidad de memoria RAM y ROM/EPROM/EEPROM/FLASH, Depende de un cristal como oscilador para que funcione. Los microcontroladores disponen generalmente también de una gran variedad de dispositivos de entrada/salida, como convertidores de analógico al digital, temporizadores, UARTs y buses de interfaz serie especializados. Frecuentemente, estos dispositivos integrados pueden ser controlados por instrucciones de procesadores especializados.
El microcontrolador 18F4550 negocia la velocidad y la flexibilidad para facilitar su uso. Debido a que se utiliza bastante sitio en el chip para incluir funcionalidad, como los dispositivos de entrada/salida o la memoria que incluye el microcontrolador, se ha de prescindir de cualquier otra circuitería.



2.2 PROTEUS PROFESSIONAL.

Proteus es un software de diseño de PCB que combina la captura esquemática de ISIS y ARES, programas dedicados al diseño de PCB para proporcionar un conjunto potente, integrado de herramientas para el diseño profesional de PCB.
En diseño PCB, todos los productos de Proteus incluyen trazador automático basado en la forma integrada y una capacidad de simulación SPICE. El software trabaja en un ambiente grafico donde se puede apreciar el funcionamiento de los componentes es decir, si se pretende encender un LED, se puede ver el LED encendido, también trabaja con la lógica física de los componentes, voltajes, corrientes, es decir si el programa detecta algún error en la configuración de un microcontrolador o en las conexiones de un circuito, automáticamente al iniciar la simulación marca errores para que el usuario pueda corregir los problemas marcador por el software.



2.3 PCW, COMPILADOR EN LENGUAJE C.

CCS ofrece una suite completa de herramientas integradas para desarrollar y depurar aplicaciones embebidas que se ejecutan en microcontroladores PIC ® MCU y de PIC ® DSC. Esta suite incluye un IDE para la gestión de proyectos, un editor C sensible al contexto, construir herramientas y depuración en tiempo real, ayudar a los desarrolladores a crear, analizar, depurar el código del proyecto.

El CCS IDE permite a los desarrolladores gestionar todos los aspectos de su desarrollo de software embebido, desde la creación de código a través de la programación del dispositivo. Los programas externos se pueden invocar desde el IDE, lo que simplifica la integración con otros programadores y depuradores.

El corazón de este conjunto de herramientas de desarrollo es el CCS inteligente optimización de código C compilador, que libera a los desarrolladores concentrarse en la funcionalidad de diseño en lugar de tener que convertirse en un experto en arquitectura de MCU. Maximizar la reutilización de código por portar fácilmente de uno a otro MCU. Minimizar las líneas de nuevo código con CCS, integrados en las funciones y los operadores de C estándar. El compilador PCW apoya el Microchip PIC ® de 12 bits y 14 bits de código de operación PIC10, PIC12, PIC16 MCU familias.



2.4 PUTTY.

PuTTY es un cliente SSH y telnet, desarrollado originalmente por Simon Tatham para la plataforma de Windows. PuTTY es un software de código abierto que está disponible con el código fuente y se desarrolla con el apoyo de un grupo de voluntarios



2.5 APP INVENTOR.

App Inventor es una nueva herramienta de Google Labs que hace que sea fácil para cualquier persona-programadores y no programadores, profesionales y estudiantes-para crear aplicaciones móviles para dispositivos con Android. Y hoy, estamos invitando al público en general.
Para muchas personas, su teléfono móvil y acceso a Internet-está siempre al alcance. App Inventor para Android da a todos, independientemente de su experiencia en programación, la posibilidad de controlar y reformar su experiencia de comunicación. Hemos observado las personas se enorgullecen de ser los creadores de la tecnología móvil y no sólo a los consumidores de la misma. 


2.6 ANDROID.

Android un sistema operativo basado en Linux y diseñado originalmente para dispositivos móviles como teléfonos inteligentes (smartphone), posteriormente se expandió su desarrollo para soportar otros dispositivos como tablets, reproductores MP3, netbooks, PCs e incluso televisores.
Android está presente en gran variedad de teléfonos móviles, aunque los comienzos de cualquier plataforma son siempre inciertos, no ha pasado mucho tiempo para que los fabricantes se hayan dado cuenta del auténtico potencial de ésta plataforma. Android, al contrario que otros sistemas operativos para dispositivos móviles como iOS (Apple), se desarrolla de forma abierta, siendo actualmente el sistema con el potencial de desarrollo más importante en el mundo de la telefonía móvil.



2.7 SMARTPHONE.

Es un término comercial para denominar a un teléfono móvil que ofrece más funciones que un teléfono móvil común. Casi todos los teléfonos inteligentes son móviles que soportan completamente un cliente de correo electrónico con la funcionalidad completa de un organizador personal.

La característica más importante (una de ellas) de casi todos los teléfonos inteligentes es que permiten la instalación de programas para incrementar el procesamiento de datos y la conectividad. Estas aplicaciones pueden ser desarrolladas por el fabricante del dispositivo, por el operador o por un tercero.

2.8 REGULADOR DE TENSION POSITIVA 7805.

Es un componente común en muchas fuentes de alimentación. Tienen tres terminales (voltaje de entrada, tierra y voltaje de salida) y especificaciones similares que sólo difieren en la tensión de salida suministrada o en la intensidad. La intensidad máxima depende del código intercalado tras los dos primeros dígitos, es decir el 7805 proporciona un voltaje de salida de 5 volts.



2.9 MODULO BLUETOOTH RN41.


La RN41 es un factor de forma pequeño, de baja potencia, fácil de integrar radio Bluetooth para OEM agregar capacidad inalámbrica para sus productos.

La RN41 es ideal para aplicaciones a pilas y por defecto está listo para usar en la configuración de SPP (Serial Port Profile). Utiliza sólo 250 μA en modo de suspensión sin dejar de ser detectable y de conexión. Múltiples modos de bajo consumo disponibles le permiten marcar en el perfil de potencia más bajo para su aplicación.



La RN41 soporta múltiples perfiles de Bluetooth, está totalmente certificado, y es fácil de diseñar en, por lo que es una solución completa Bluetooth incorporado.

Con su alto rendimiento de la antena en el chip y soporte para Bluetooth Velocidad de datos mejorada (EDR), la RN41 ofrece hasta 3 Mbps de velocidad de datos a distancias de 100 metros. La RN41 es el producto perfecto para los ingenieros de la adición de la capacidad de Bluetooth a su producto sin tener que gastar mucho tiempo y dinero para desarrollar hardware específico Bluetooth y el software. 


2.9.1 CARACTERISTICAS DE BLUETOOTH RN41.

Módulo Bluetooth de bajo consumo clase 1, flexible y económico que cumple con el estándar 802.15.1. Con su antena de alto rendimiento tipo chip y su soporte de Bluetooth enhanced data rate (EDR), el RN-41 proporciona una rata de hasta 3Mbps para una distancia de hasta 100m. Es una excelente solución para agregar comunicación inalámbrica Bluetooth a sistemas existentes.


2.10 CONVERTIDOR RS232 CON CONECTOR DB9.

Este dispositivo tiene un solo propósito: convertir niveles RS232 a TTL y viceversa. Esto permite que un microcontrolador se comunique con una computadora o con cualquier otro aparato con puerto serial (p.ej. proyectores).  Puede funcionar con cualquier alimentación es decir puedes usarlo para niveles TTL 5V si lo alimentas con 5V, de igual forma si le proporcionas 2.8V puedes usarlo para comunicación CMOS TTL de 2.8V. Opera desde 300bps hasta 115200 bps.




2.11 RELEVADOR.

El relevador está formado por una bobina y unos contactos, podemos considerar al relevador como un interruptor electromecánico.

2.11.1 ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE UN RELEVADOR.

El electroimán produce un movimiento en la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.O. (normalmente abierto) ó N.C. (normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina en campo magnético es generado haciendo que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permiten que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.




2.12 TRANSISTOR.

Es el componente que tiene básicamente dos funciones:
  • Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando.
  • Funciona como un elemento amplificador de señales.


Los transistores constan de 3 contactos bases lo que es el emisor (E) el cual se encarga de proporcionar portadores de carga, el colector (C) el cual se encarga de recoger portadores de carga y la Base (B) la cual controla el paso de corriente a través del transistor, es el cristal de en medio. El conjunto se protege con una funda de plástico o metal.






2.13 CONVERTIDOR DE VIDRIOS MANUALES A ELÉCTRICOS.


El convertidor de vidrios manuales a eléctricos cuenta con un motor que trabaja con un voltaje de 12 volts un kit de engranes dedicados para el perfecto acoplamiento de cualquier engrane de un vidrio manual, cuenta con una banda metálica reforzada con una cubierta de plástico que es la que se encarga de transmitir la energía del motor al engrane y así poder girar el engrane principal de la ventana. 





2.14 ACTUADOR PARA SEGUROS ELÉCTRICOS.

Un actuador es un motor que trabaja con un voltaje de 12 volts con la ayuda de engranes internos puede manipular una varilla colocada en paralelo con el seguro de un vehículo y así empujar o jalar el seguro según el giro del motor.
















CAPITULO III METODOLOGÍA.

3.1 CIRCUITO ELECTRONICO PARA MICROCONTROLADOR 18F4550.

3.1.1 DISEÑO Y PROGRAMACION DE ALGORITMO EN EL SOFTWARE PCW.

Algoritmo se refiere al comando utilizado para que el microcontrolador funcione según las especificaciones que el programador le asigna en cada línea de código, el microcontrolador lee cada línea de código la interpreta y la realiza.
Para que el algoritmo sea adecuado para cada microcontrolador se le deben de asignar las librerías necesarias para que se reconozca tanto el número de microcontrolador como la velocidad del cristal a la que va a trabajar, después se comienza con el programa, se abre un ciclo que va a seguir el microcontrolador.  En la siguiente línea de comandos se muestra la declaración de las librerías así como las variables que se utilizan en el algoritmo.

#include <18F4550.h>
#fuses XT,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP
#use delay (clock=4000000)
#include <string.h>
#use standard_io(B)
#use RS232 (baud=9600,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,PARITY=N,bits=8)
                            ///////////////////
char aux[4],aux2[4],pass[4],ant[4]; // Declaración de//
char tecla,tecla2;                 //   variables   //
int cont=0,a=0;             //   globales    //
int x=0,z=0,b=0,c=0;        ///////////////////



Después de la declaración de variables y del tipo de microcontrolador, baudios, frecuencia, etc. Se abre el código, al iniciar el código se muestra en la pantalla un mensaje de bienvenida para indicar al usuario que ya está corriendo, este mensaje se muestra en la terminal conectada directamente al microcontrolador y se abren los puertos B. 


void main () {
printf("Bienvenido:\n\r\r");
port_b_pullups(true);


El microcontrolador debe de esperar a que se le envíen los caracteres para que la interprete y realice la acción solicitada. Las puertas del vehículo se abrirán con una texto especifico, a cada puerta se le asigna una variable. Cuando el microcontrolador  reconoce el carácter, manda un pulso en alto para activar el actuador de las puertas, aplica un retraso para que reconozca el pulso, se pone en bajo el puerto por el cual se manda el pulso, se aplica otro retraso y vuelve a mandar un puso para que detecte de nuevo el mismo puerto, es decir el puerto se abrirá dos veces.


while (TRUE){
   tecla = getc();
         if (tecla=='a'){
            printf("\fpuerta 1 abierta");
            output_high(pin_D0);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D0);
            delay_ms(100);
            output_high(pin_D0);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D0);}
        
         if (tecla=='b'){
            printf("\fpuerta 2 abierta");
            output_high(pin_D1);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D1);
            delay_ms(100);
            output_high(pin_D1);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D1);}
           
         if (tecla=='c'){
            printf("\fpuerta 3 abierta");
            output_high(pin_D2);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D2);
            delay_ms(100);
            output_high(pin_D2);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D2);}
        
         if (tecla=='d'){
            printf("\fpuerta 4 abierta");
            output_high(pin_D3);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D3);
            delay_ms(100);
            output_high(pin_D3);
            delay_ms(120);
            output_low(pin_D3);}


Para activar los módulos para los vidrios eléctricos se necesita un pulso en negativo para subir los vidrios y otro pulso negativo para bajar los vidrios, el algoritmo pone en alto el puerto B6 o B7 dependiendo si se desea subir o bajar los vidrios eléctricos, se aplica un retraso y después pone en bajo el puerto.

         if (tecla=='m'){
            printf("\fabriendo ventanas");
            output_high(pin_B6);
            delay_ms(200);
            output_low(pin_B6);}
           
         if (tecla=='n'){
            printf("\fCerrando ventanas");
            output_high(pin_B7);
            delay_ms(200);
            output_low(pin_B7);}
                        

El encendido de las luces se aplica en dos variables, una para encender las luces y otra para apagarlas, el algoritmo mantiene abierto o cerrado el puerto, se aplica un retardo, y se mantiene el puerto según la indicación del algoritmo.

         if (tecla=='s'){
            printf("\fLuces encendidas");
            output_high(pin_D4);
            delay_ms(250);}
           
         if (tecla=='t'){
            printf("\fLuces apagadas");
            output_low(pin_D4);
            delay_ms(250);}


El encendido del motor funciona con la ignición y la marcha, para simular la ignición se pone en alto el puerto A0 (ignición), se aplica un retardo y se pone en alto el puerto A1 (marcha) se aplica un retardo, el tiempo de este retardo depende de lo que ocupe el vehículo para lograr encender el motor, cuando termina de encender se apaga el puerto A1(marcha) y se mantiene encendido el puerto A0(ignición), para apagar el motor se apaga únicamente el puerto A0, al no detectar corriente en la ignición del vehículo, el automóvil se apagará.

         if (tecla=='e'){
            printf("\fEncendiendo vehiculo");
            output_high(pin_A0);
            delay_ms(500);
            output_high(pin_A1);
            delay_ms(500);
            output_low(pin_A1);}
           
         if (tecla=='f'){
            printf("\fApagando vehiculo");
            output_low(pin_A0);
            delay_ms(350);}


Para el funcionamiento adecuado del microcontrolador se mantienen todos los puertos apagados, para que no se realice alguna acción fuera de tiempo.


         else {
            printf("\ftodo trankilo");
            output_low(pin_D0);
            output_low(pin_D1);
            output_low(pin_D2);
            output_low(pin_D3);
            output_low(pin_B6);
            output_low(pin_B7);
            }
         }

      }



Vídeo explicando el código para el microcontrolador.




3.2 SIMULACIÓN DE CIRCUITO EN SOFTWARE PROTEUS.

La simulación de un circuito enfoca un algoritmo creado con el software PCW en el cual especifica el microcontrolador que utiliza el sistema, al igual que en el algoritmo, se configura la frecuencia a la que trabaja el microcontrolador. Para ingresar el algoritmo en la simulación se busca desde la configuración del microcontrolador el archivo en formato “HEX” del algoritmo.






Una vez que se configura la frecuencia a la que trabaja el microcontrolador se le puede integrar el cristal para que funcione como oscilador, tiene que ser de la misma frecuencia que se configura en el microcontrolador.





El procedimiento hasta este punto es que el microcontrolador trabaje sin importar el código que se programe en él, es decir. Sin importar los puertos que sean de salida y los que sean de entrada.




Una vez que el software Proteus indica que el microcontrolador está conectado correctamente con sus tierras y sus corrientes, se puede conectar cada uno de los componentes electrónicos a utilizar en el sistema. En la simulación se muestra únicamente con un conjunto de LED, debido a que los circuitos externos al microcontrolador se accionan con un solo pulso. Lo importante en la simulación es que el microcontrolador envié adecuadamente los pulsos  en alto a los puertos configurados en el algoritmo. Para realizar una prueba en la simulación, el componente en el software denominado como terminal se debe de conectar inversamente en los puertos de comunicación TTL, es decir TX con RX y RX con TX, una vez conectada la terminal se configura con la misma velocidad que trabaja el microcontrolador, la velocidad se define en el algoritmo por medio de los baudios.





Cuando el microcontrolador y la terminal trabajan a la misma velocidad, se pueden entender, de lo contrario el microcontrolador solamente recibe símbolos extraños de la terminal que no puede interpretar.




3.2 CONFIGURACIÓN DEL MODULO BLUETOOTH RN41

EL configuración del módulo bluetooth RN41 se realiza mediante comandos desde una terminal, se conecta de dos formas, una es la conexión bluetooth la otra es la conexión TTL, donde el modulo bluetooth RN41 transmite la información a través de sus puertos TX y RX.



La transmisión de datos para configurar el modulo bluetooth, se inicia indicando al bluetooth que comience a correr la parte de la configuración, para eso se ingresa en la terminal tres veces el símbolo de una letra s cruzada verticalmente por una línea (símbolo utilizado para representación de efectivo “$”).





El modulo bluetooth trabaja de distintas maneras como lo es en modo esclavo (slave), maestro (master), modo disparador maestro (trigger master), auto conectar (auto-connect), el modulo se configura para el modo esclavo, para tomar la iniciativa de la conexión con el dispositivo móvil. Esta opción viene por defecto.
Para mostrar la configuración que tiene el bluetooth como: dirección, configuración UART, seguridad, código pin, dirección remota, bits, etc. Se ingresa primero al modo configuración ($$$), se teclea la letra D el modulo en lugar de regresar un AOK, regresa a la terminal la configuración que tiene.
La velocidad por defecto del bluetooth está configurada en 115200 baudios, para cambiar la velocidad de transmisión, se ingresa al modo de configuración ($$$) después y en la terminal se muestra CMD que indica que el modulo bluetooth está en modo configuración, cuando se ingresa un comando correcto el modulo bluetooth muestra en la terminal “AOK”, si el comando ingresado es erróneo se muestra en la terminal “ERR”, algunas de las configuraciones necesitan que el bluetooth reinicie.
Se indica un nombre al módulo para identificarlo con el dispositivo móvil, una vez dentro del modo configuración se teclea “SN,SeguridadMovil”, SN indica al módulo que se le cambiara el nombre, se separa con una coma, lo siguiente es el nombre del dispositivo, en la terminal aparece “AOK” lo que indica que el modulo acepto el comando ingresado.



La velocidad en el módulo bluetooth se configura para trabajar a la misma velocidad configurada en el algoritmo para el microcontrolador (9600 baudios), con el comando SU se cambia la velocidad los rangos aceptados por el modulo bluetooth son: {1200, 2400, 4800, 9600, 19.2, 28.8, 38.4, 57.6, 115K, 230K, 460K, 921K}, el comando para configurar el modulo bluetooth a 9600 baudios es “SU,9600” en la terminal aparece “AOK” lo que indica que la velocidad fue cambiada correctamente.

3.3 PRUEBA DE SINCRONIZACION SMARTPHONE CON MODULO BLUETOOTH.

3.2.1 APLICACIÓN BÁSICA EN APP INVENTOR.

La herramienta en línea App inventor, permite una interfaz gráfica tanto del desarrollo estético de la aplicación, como el algoritmo que esta interpretará.  Para comenzar el desarrollo, es necesaria una cuenta GMAIL, en ella se guardan los datos obtenidos por el usuario, al momento que un botón es modificado la herramienta App inventor guarda automáticamente el cambio que se realizó. El primer paso para el desarrollo de la aplicación del sistema seguridad móvil, es probar el funcionamiento del dispositivo Android en conjunto con el modulo bluetooth RN-41, la aplicación de prueba tiene dos botones, el primer botón llamado “conectar” se encarga de la sincronización entre el modulo bluetooth y el dispositivo con el sistema operativo Android, el segundo botón envía un conjunto de caracteres al módulo bluetooth después de hacer la sincronización con este.





Para una sincronización entre dos dispositivos bluetooth debe de existir un cliente (maestro) y un servidor (esclavo), el servidor es el dispositivo bluetooth que espera la conexión, se encarga únicamente de difundir su nombre, el cliente es el dispositivo que establece la sincronización. La aplicación se conecta al módulo bluetooth RN41, el modulo trabaja como esclavo (servidor) y el dispositivo con sistema operativo Android como maestro (esclavo). 




La herramienta App inventor cuenta con una interfaz gráfica para desarrollar el algoritmo, las sentencias que se ven comúnmente en programación, se muestran en bloques, los cuales actúan como un rompecabezas y se arma el código de la aplicación literalmente.

El botón de conectar se dedica a la sincronización bluetooth entre los dispositivos, la aplicación para Android reconoce el modulo mediante su dirección MAC. Cuando la aplicación detecta el modulo bluetooth se habilitan los botones.



Si logra hacer la conexión con el modulo bluetooth entonces se habilita el botón de enviar. En el botón enviar, se indica la forma de cómo se transmiten los caracteres, se ingresa un bloque de texto y dentro de él se coloca el texto, carácter, variable, etc. Dependiendo de lo que se desee transmitir.





Cuando el usuario presione el botón enviar, el dispositivo envía las palabras “Prueba sistema de automatización”. Una vez terminado el algoritmo, se compila y descarga en la computadora o directo en el dispositivo son sistema operativo Android. App inventor cuenta con un compilador que proporciona la opción de mandar la aplicación a un dispositivo móvil conectado dentro de la misma red LAN, o simplemente descargar la aplicación en la computadora donde se esté trabajando.






3.3 DESARROLLO DE APLICACIÓN EN APP INVENTOR.

El desarrollo de la aplicación para el dispositivo móvil con sistema operativo Android, se basa en el funcionamiento del algoritmo programado en el microcontrolador tomando en cuenta los caracteres a utilizar para controlar las etapas del vehículo.

Los caracteres indican cada acción que el microcontrolador realiza dentro del vehículo, en la aplicación para el dispositivo móvil se toma cada variable y se asigna a un botón cada una de ellas.
El diseño de apertura de puertas consta de 4 caracteres uno para cada puerta del automóvil, la interfaz muestra una vehículo visto desde arriba, se parte en cuatro imágenes que indican el lado de cada puerta, así se asignan los caracteres en la puerta indicada y se torna un ambiente grafico para el usuario.


Las imágenes se agregan a cada botón, se borra el texto de los botones, se organizan de forma que el automóvil se complete al colocar los botones juntos, se agrega un botón para la conexión entre el modulo bluetooth RN41 y el Smartphone  con sistema operativo Android.




Para agregar los caracteres faltantes se agregan otros botones y se lleva el mismo procedimiento para: el encendido/apagado de motor, encendido/apagado de las luces delanteras, apertura/cerradura de ventanas eléctricas, para ahorrar botones se maneja en el encendido y apagado del motor un solo botón, al igual que para el encendido y apagado de las luces externas delanteras, solamente se maneja un botón, esto con la finalidad de que el usuario no se encuentre con una aplicación complicada.





La herramienta App inventor permite el diseño gráfico de la interfaz y acomoda cada botón de forma desglosada en la parte derecha de la pantalla. El siguiente paso es construir el algoritmo a base de bloques código.
Los bloques en App inventor son líneas de comando separadas y organizadas para su interacción con otras líneas de comando, es decir cada bloque puede contar con entradas y salidas en uniones, permite la visualización de donde puede ponerse un comando.
Al iniciar la aplicación se bloquean los botones y se habilita únicamente el botón de conexión, para ello los botones se colocan en estado falso al iniciar la pantalla.




El botón conectar, se configura para habilitar los botones pero solamente cuando se realizó la conexión con el modulo bluetooth RN41, dentro del botón se ingresa un IF-THEN para indicar que hasta que se realice una acción ya puede realizar lo siguiente, dentro de la parte del IF se indica al dispositivo móvil que actué como  cliente en un enlace bluetooth y que se conecte a una dirección MAC específica (00:11:22:33:44:55), dentro del espacio THEN se regresa un texto convertido a voz donde indica que la conexión fue exitosa, al igual que se habilitan los botones de operación en la aplicación.





Los cuatro botones para las puertas actúan con un click corto, al presionar el botón “conectar” en el dispositivo móvil indica que actué como cliente en un enlace bluetooth, envía un texto con una variable y regresa un mensaje indicando que la variable fue enviada.




El botón para el encendido trabaja con dos variables, una variable que enciende el vehículo (e) y otra variable que lo apaga (f), en un dispositivo móvil con android permite la interacción con los botones de manera que puede dar un click y un click largo, para evitar accidentes, el encendido del motor se programa en el click largo, de modo que si el usuario por accidente presiona el botón encender, se envía la variable “f” que apaga el motor y no realiza ninguna acción en el carro, para encender el vehículo al dejar presionado el botón hace creer al usuario que está dando marcha como si encendiera el vehículo con la llave.



El encendido de las luces externas maneja dos variables, una variable para encender las luces (s) y otra variable para apagarlas (t), trabajan con un solo botón, él envía las dos variables al microcontrolador,  un click largo para encender las luces y un click para apagarlas, en click largo es para prevenir algún descuido del usuario y si por alguna razón presiona el botón, se envié la variable de apagar al microcontrolador pero no se realice ninguna acción en el vehículo. 



El control de los vidrios eléctricos trabaja con dos botones cada botón envía una variable diferente al microcontrolador, para subir los vidrios se envía la variable “n” y para bajar los vidrios la variable “m”, cuando se acciona el botón, envía la variable y regresa un mensaje de confirmación para indicar al usuario la acción que se está realizando, se activan con un click largo en el botón, se desarrolla así para evitar accidentes por el usuario.





Vídeo explicando el desarrollo de una aplicación en APP INVENTOR.



3.4 DESARROLLO DE TARJETA PARA CIRCUITO ELECTRONICO.

El circuito electrónico consta de dispositivos electrónicos que están siempre en funcionamiento como lo es el microcontrolador y el modulo bluetooth, por los cuales continuamente está pasando corriente sobre ellos. a su vez cuenta de dispositivos que actúan solamente al momento de encender el sistema, por consecuencia el sistema debe de contar con una batería de alta duración para alimentar el sistema sin descontinuar la alimentación por ningún segundo, para solucionar este problema se implementa un regulador de tensión positiva 7805 sobre la batería del automóvil, para que el voltaje que maneja el vehículo de 12 ó 13 volts lo reduzca a 5 volts continuos, así el circuito trabaja continuamente con una batería que se recarga al momento de encender el vehículo. Para evitar daños en el circuito se elaboran circuitos por separado, el primero únicamente para el regulador de tensión, después el circuito del microcontrolador 18F4550 en conjunto con el modulo bluetooth, después el circuito de la etapa de potencia, la razón por la cual se separan los circuitos, es que el vehículo maneja un voltaje alto para el microcontrolador y en la etapa de potencia se manejan los dos voltajes el que esta antes del regulador de tensión y el de salida de este, entonces para no combinar los dos voltajes en una tabla se tomó la decisión de separar las placas y realizar el sistema eléctrico por etapas.
La primera parte consta de una placa muy pequeña debido a que solamente estará el regulador de tensión positiva 7805, la salida de este, se conecta a la alimentación del microcontrolador.



La segunda parte consta del circuito para el microcontrolador 18F4550, el cual trabaja con un voltaje de 5 volts, para que el microcontrolador funcione, se debe de poner un oscilador para la frecuencia a la que va a trabajar, esto se maneja con un cristal. Para que el modulo bluetooth y el microcontrolador se entiendan lo único que se hace, es que se configuran tanto el microcontrolador como el modulo bluetooth con la misma velocidad (baudios), el microcontrolador y el bluetooth tienen terminales dedicadas a la comunicación TTL, para ello solamente se conectan inversamente para que el puerto que transmite llegue al puerto que recibe del otro eh inversamente.




3.4.1 ETAPA DE POTENCIA CON RELEVADOR.

La etapa de potencia es un arreglo a un relevador para que este trabaje a un voltaje determinado utilizado comúnmente en las salidas de los microcontroladores para evitar el daño de los circuitos integrados, al momento de ingresar un transistor al circuito este nos da la capacidad de un interruptor en el relevador para poder controlarlo a distancia, la resistencia depende de la variación del voltaje de entrada con el que se va a trabajar así como el voltaje del relevador, el diodo integrado al positivo del relevador es solo para que no regrese la corriente y así esta corra en un solo sentido y trabaje correctamente el circuito electrónico.
Para el desarrollo del circuito de la etapa de potencia se optó por el software para el diseño de circuitos electrónicos PCB y Livewire. Debido a que es el mismo circuito y se repite varias veces, solamente repetirlo y unir los polos positivos y los negativos en paralelo de todos los circuitos, el resultado del diseño de la etapa de potencia es un circuito bastante robusto, el cual cuenta con un puerto para 5 volts que es con lo que trabajan los relevadores y también cuenta con puertos para las salidas de cada relevador y ahí maneja los 12 volts del vehículo.





CAPITULO IV PRODUCTOS Y RESULTADOS.

4.1 CIRCUITO DE MICROCONTROLADOR 18F4550 CON MODULO BLUETOOTH.

El circuito consta de: modulo bluetooth RN41, microcontrolador 18F4550 2 capacitores de 22 microfaradios, una resistencia de 10k ohms, un cristal de 4Mhz, 4 bornes de 3 entradas, 3 bornes de 2 entradas. Los actuadores, las luces, vidrios eléctricos y el encendido del motor abarcan 10 espacios en los bornes, la placa tiene 6 bornes libres para expandir el diseño como apertura de cajuela, luces traseras, etc.





4.2 CIRCUITOS PARA ETAPA DE POTENCIA.

La etapa de potencia consta de una resistencia de 10K ohms, un relevador de 5volts, un diodo 4007, un transistor metálico 2n2222, cuando llega un pulso positivo de 5 volts a la etapa de potencia la bobina interna del relevador genera un campo magnético, y los contactos internos cambian de posición, el polo normalmente abierto se convierte a normalmente cerrado y el normalmente cerrado pasa a normalmente abierto, al terminar el pulso, el relevador vuelve a su estado original.







4.3 APLICACIÓN PARA DISPOSITIVO CON ANDROID.

La aplicación consta de 10 botones: conectar, puerta1, puerta2, puerta3, puerta4, encender/apagar motor del automóvil, encender/apagar las luces delanteras externas, bajar vidrios eléctricos, subir vidrios eléctricos y salir. La aplicación trabaja con cualquier versión de Android desde la 2.2 (Froyo) hasta la actual 4.2.1 (Jelly Bean).





4.4 AUTOMOVIL MODIFICADO PARA SISTEMA DE SEGURIDAD MOVIL.

La apertura de puertas del vehículo no es manual, se eliminaron las manijas de fábrica y se parcho el orificio, para la apertura de puertas el automóvil funciona con el control de alarma original, con el sistema de seguridad móvil y cuenta con un botón escondido en el chasis de emergencia.




4.5 FUNCIONAMIENTO DE SISTEMA SEGURIDAD MOVIL.

El sistema de seguridad móvil se conecta directamente a los actuadores del vehículo, con esto las variables que se envíen desde el dispositivo móvil, se interpretan como acciones en el vehículo, tales como apertura de puertas, encendido/apagado del motor, encendido/apagado de luces delanteras así como la apertura/cerradura de vidrios eléctricos.



El sistema trabaja con 5 volts de corriente continua, al igual que con 12 volts para las salidas en la etapa de potencia. Cuando el dispositivo móvil hace el enlace exitoso con el modulo bluetooth, se habilitan los botones para controlar las acciones del vehículo, al momento de mantener presionado el botón de encender el vehículo el microcontrolador procesa la variable que le llego y la interpreta en el algoritmo, realiza la acción dependiendo de la variable recibida y después vuelve al estado de reposo, esperando que recibir otra variable.

Vídeo explicando el sistema SEGURIDAD MÓVIL.





Vídeo explicando el sistema SEGURIDAD MÓVIL por reconocimiento de voz.


CONCLUSIÓN.

El sistema trabaja exitosamente, cumple con el objetivo de precalentar el motor del vehículo para un mejor flujo del aceite, el control de puertas, ventanas y luces delanteras mediante un dispositivo móvil con sistema operativo Android.
Las desventajas del sistema son: El proceso en la aplicación para el enlace bluetooth resulta ser lento, el bluetooth siempre está esperando que el usuario intente realizar la sincronización entre dispositivos, por lo tanto siempre está difundiendo su nombre. El alcance de la comunicación bluetooth no es más grande al de una alarma manipulada por un control RF, ocupa bastante espacio en el automóvil debido a que en la etapa de potencia existe un relevador para cada acción del vehículo.
Las ventajas: se pueden expandir las acciones a realizar, la tecnología bluetooth es compatible en la actualidad con todos los dispositivos móviles, es compatible con todos los vehículos.