Sistema de Monitoreo de Transporte Público

•

Engenharias

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28/4/2024

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Sistemas de microcontroladores y microcontroladores

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
CARRERA DE ELECTROMECÁNICA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE MONITOREO DE RUTAS DEL
TRANSPORTE PÚBLICO BASADO EN RFID Y
MICROCONTROLADORES PIC PARA GESTIONAR EL
TRANSPORTE PÚBLICO EN LA ZONA EXTRANCA DE
SENKATA

Proyecto de Grado para la obtención del Grado de Licenciatura

POR: JOEL TAMBO APAZA
TUTOR: M.Sc. ING. NESTOR MAMANI VILLCA

LA PAZ – BOLIVIA
2022
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
CARRERA DE ELECTROMECÁNICA

Proyecto de Grado:
“DISEÑO DE UN SISTEMA DE MONITOREO DE RUTAS DEL TRANSPORTE
PÚBLICO BASADO EN RFID Y MICROCONTROLADORES PIC PARA
GESTIONAR EL TRANSPORTE PÚBLICO EN LA ZONA EXTRANCA DE
SENKATA”

Presentada por: Univ. Joel Tambo Apaza
Para optar el Grado Académico de Licenciado en Electromecánica
Nota Numeral:………………………………….
Nota Literal: …………………………………..
Ha sido: …………………………………………
Director de la Carrera de Electromecánica: M.Sc. Ing. Juan David Castillo Quispe
Tutor: M.Sc. Ing. Néstor Mamani Villca
Tribunal: Ing. Máximo Torrez Huanaco
Tribunal: M.Sc. Ing. Marcelo Vásquez Villamor
Tribunal: M.Sc. Lic. Oscar Heredia Vargas

DEDICATORIA
A mí querida madre Benita Apaza
Choque por haberme colaborado
en todo aspecto de mi vida velando
mi bienestar y educación.

AGRADECIMIENTO
Expreso mi gratitud a Dios, por guiarme y hacerme andar en la senda de un buen
Camino, haciendo de mí un hombre de bien.
Doy las gracias a la prestigiosa Universidad Mayor de San Andrés, Facultad de
Tecnología, y en especial a mi hermosa carrera de Electromecánica, por haber sido
Para mí, un lugar muy propicio en mi formación académica.
Agradecer a mi tutor M.Sc. Ing. Néstor Mamani Villca que sin su ayuda y conocimientos no
hubiese sido posible realizar este proyecto y a todos mis docentes por haberme compartido
todos los conocimientos fundamentales.

iii

RESUMEN
El presente proyecto plantea la implementación de la tecnología RFID en los vehículos
públicos mediante el etiquetado, mismos que brindan el servicio de transporte a la ciudadanía
a sus diferentes puntos de trabajo, estudio y otros.
Se hará un análisis de cómo implementar antenas lectoras de etiquetas en lugares estratégicos
como; calles, avenidas y en las distintas paradas. Se tomaran en cuenta aspectos como; el
alcance, cantidad de etiquetas, la velocidad para una lectura correcta, considerando ciertas
características recabadas en proyectos similares implementados en diferentes proyectos y
lugares.
Las etiquetas brindaran conexión inalámbrica a las antenas y lectores que estarán situadas en
lugares estratégicos de la ciudad donde el motorizado solo tenga que transitar por el área
donde este el punto de control, el cual registrara la información del mismo se enviara a un
servidor central para el almacenado de los datos.
La investigación demostrara la funcionalidad con un prototipo de lecturas RFID diseñada con
tecnología de microcontroladores PIC, la aplicación en lenguaje CCS y Python, enviando la
información recabada a un servidor externo que recabara la información mediante un gestor de
base de datos SQlite para el correcto registro de los datos del automóvil la ubicación de la
antena y la fecha y hora de la lectura.
Se presenta los costos para la construcción del prototipo es de 13829 Bs, además el presente
proyecto podrá ser implementado para diferentes sindicatos del transporte público y privado.

ÍNDICE DE CONTENIDO
CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES ...................................................................................................... 1
1.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
1.2 ANTECEDENTES ....................................................................................................... 2
1.2.1 Ámbito local .......................................................................................................... 3
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................... 4
1.3.1 Identificación del problema ................................................................................... 4
1.3.2 Formulación del problema ..................................................................................... 6
1.4 OBJETIVOS ................................................................................................................. 6
1.4.1 Objetivo General.................................................................................................... 6
1.4.2 Objetivos Específicos ............................................................................................ 6
1.5 JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................... 7
1.6 LIMITES Y ALCANCES ............................................................................................. 7
1.6.1 Límites ................................................................................................................... 7
1.6.2 Alcances................................................................................................................. 7
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO .................................................................................................................. 9
2.1 Sistemas de Transporte Inteligente ............................................................................... 9

2.1.1 Tecnologías Relacionadas ................................................................................... 10
2.2 Identificación por Radiofrecuencia (RFID) ................................................................ 11
2.2.1 Arquitectura de Funcionamiento del (RFID)....................................................... 11
2.2.2 Clasificación del (RFID) ..................................................................................... 13
2.2.3 Estandarización de (RFID) .................................................................................. 14
2.2.4 Aplicabilidad de las Frecuencias ......................................................................... 15
2.3 Rutas y Frecuencias .................................................................................................... 17
2.3.1 Rutas .................................................................................................................... 17
2.3.2 Frecuencia ............................................................................................................ 17
2.3.3 La planificación de un Sistema de Transporte Publico ....................................... 17
2.4 Microcontroladores (MCU) ........................................................................................ 18
2.5 PIC MCU CCS C Compiler ........................................................................................ 20
2.5.1 Características Clave del Compilador: ................................................................ 21
2.6 Grabador de Firmware PICkit 3 .................................................................................. 21
2.7 Modulo Sim 800L ....................................................................................................... 23
2.8 Lector de RFID-Tag .................................................................................................... 24
2.9 Arduino ....................................................................................................................... 25
2.10 Servidor ................................................................................................................... 26
2.11 Python......................................................................................................................26
2.12 Lenguaje de programación C++ .............................................................................. 27

2.13 SQLite ..................................................................................................................... 28
CAPÍTULO III
INGENIERÍA DEL PROYECTO .......................................................................................... 29
3.1 Parámetros de Diseño ................................................................................................. 29
3.2 Arquitectura del Proyecto ........................................................................................... 29
3.3 Teoría de Control ........................................................................................................ 30
3.4 Boceto Conceptual Esquemático Prototipo y Revisión Esquemática ......................... 30
3.5 Diagrama de secuencias del lector con MCU ............................................................. 31
3.6 Diagrama General de Bloques del Sistema ................................................................. 31
3.7 Recopilación de Requerimientos ................................................................................ 32
3.8 Identificación de Componentes de Hardware y Software........................................... 33
3.8.1 Identificación de Componentes de Hardware (prototipo) ................................... 33
3.8.2 Identificación de Componentes de Software ....................................................... 34
3.9 Integración de Placa de Desarrollo y Periféricos (prototipo) ..................................... 35
3.10 Desarrollar Software MCU PIC .............................................................................. 36
3.10.1 Librería <main.h> ................................................................................................ 36
3.10.2 Código del software del MCU PIC...................................................................... 37
3.11 Compilación ............................................................................................................ 42
3.12 Grabado del MCU PIC16F877a y Depuración ....................................................... 42
3.12.1 Conexión del MCU y PICkit 3 ............................................................................ 43

vii

3.12.2 Grabación............................................................................................................. 44
3.13 Envío de Señal al Arduino ...................................................................................... 44
3.13.1 Código del Módulo de Alarma ............................................................................ 45
3.14 Ubicación del sistema de control RFID .................................................................. 47
3.15 Prueba de Potencia .................................................................................................. 48
3.16 Desarrollar Software del Servidor ........................................................................... 49
3.17 Prueba de Funcionamiento ...................................................................................... 51
3.18 Resultado de lecturas de los Tag RFID ................................................................... 53
3.19 Falsos positivos ....................................................................................................... 54
3.20 Mantenimiento del Sistema ..................................................................................... 54
3.21 Planos ...................................................................................................................... 55
CAPÍTULO IV
COSTOS ................................................................................................................................... 57
4.1 Costos de Sistemas y Subsistemas .............................................................................. 57
4.2 Costos de Materiales ................................................................................................... 57
4.3 Costos de Mano de Obra ............................................................................................. 58
4.4 Costos Operación y Mantenimiento ........................................................................... 58
4.5 Costos Totales ............................................................................................................. 59
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................... 60

viii

5.1 Conclusiones ............................................................................................................... 60
5.2 Recomendaciones ....................................................................................................... 60
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 62
ANEXOS A ............................................................................................................................... 63

ÍNDICE DE FIGURAS
CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALIDADES
Figura 1.1. Sistemas Inteligentes de Transporte .......................................................................... 3
Figura 1.2. Diagrama de Espina de Pez ....................................................................................... 5
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Figura 2.1. Sistemas de Transporte Inteligente ......................................................................... 10
Figura 2.2. Etiqueta RFID. ........................................................................................................ 12
Figura 2.3. Entrada del Transponder en el campo electromagnético ........................................ 13
Figura 2.4. Envío de datos por parte del transponer .................................................................. 14
Figura 2.5. Etiqueta RFID empleada para la recaudación con peaje electrónico ...................... 16
Figura2.6. Rutas y Frecuencias ................................................................................................. 18
Figura 2.7.Organización de un Microcontrolador ..................................................................... 19
Figura 2.8. Microchip PIC 16F877A ......................................................................................... 20
Figura 2.9. Muestra el esquema de conexión del PICKit 3. ...................................................... 22
Figura 2.10.Modulo Sim 800L .................................................................................................. 23
Figura 2.11. Lector de RFID - Tag ............................................................................................ 24
Figura 2.12.Arduino .................................................................................................................. 25
Figura 2.13.Servidor (laptop Hp) .............................................................................................. 26

Figura 2.14. Lenguaje de Programación .................................................................................... 27
Figura 2.15. SQLite ................................................................................................................... 28
CAPÍTULO III
INGENIERÍA DEL PROYECTO
Figura 3.1. Diagrama de componentes ...................................................................................... 29
Figura 3.2. Diagrama de componentes del lector ...................................................................... 30
Figura 3.3. Diagrama del Secuencia Lectura Tag. Implementado con en MCU ....................... 31
Figura 3.4. Diagrama de bloques del sistema ............................................................................32
Figura 3.5. Integración prototipo. .............................................................................................. 35
Figura 3.6. Configuración de trabajo. ........................................................................................ 36
Figura 3.7. Definición de librerías y pines ................................................................................ 37
Figura 3.8. Definición TIMER2 ................................................................................................ 37
Figura 3.9. Función sendAtComando(char*,int16 ) .................................................................. 38
Figura 3.10. Función conectWifi ............................................................................................... 39
Figura 3.11. Función mensaje (char*, char*, char*) ................................................................. 40
Figura 3.12.Método main(). ....................................................................................................... 41
Figura 3.13. Compilación en CCS Compiler. ............................................................................ 42
Figura 3.14.Conexión del MCU y PICkit 3 ............................................................................... 43
Figura 3.15. Grabación del PICkit 3 .......................................................................................... 44
Figura 3.16. Método de llamada al conductor ........................................................................... 45

Figura 3.17.Metodo de mensaje al conductor............................................................................ 46
Figura 3.18.Módulo SIM800L con Señal de SMS. ................................................................... 47
Figura 3.19.Ubicación puntos de monitoreo de las rutas. ......................................................... 47
Figura 3.20. Lectores de RFID Tag. .......................................................................................... 48
Figura 3.21. Diagrama de lectura Tag. RFID ............................................................................ 49
Figura 3.22.Monitoreo de Rutas. ............................................................................................... 50
Figura 3.23. Secuencia y monitoreo de Tag .............................................................................. 51
Figura 3.24. Prueba de funcionamiento del prototipo ............................................................... 51
Figura 3.25. Prueba de lectura etiquetas RFID .......................................................................... 52
Figura 3.26. Prueba de funcionamiento ..................................................................................... 52
Figura 3.27.Lectura de tag.y envio de código RFID al servidor ............................................... 53
Figura 3.28. Llegada de buses (Programa SQLite) ................................................................... 54
Figura 3.29. Esquema de Conexiones. ...................................................................................... 55
Figura 3.30. Circuito de placa de componentes......................................................................... 56
Figura 3.31. Componentes y Placa de Circuito impreso prototipo 3D ...................................... 56

xii

PALABRAS CLAVES

Auto-ID: Identificación automática.
GPS: (Global Positioning System), hace referencia al sistema de posicionamiento global.
GSM: (Global System for Mobile), sistema global para las comunicaciones móviles.
SQL: (Structured Query Language), lenguaje de consulta estructurado que permite el acceso a
bases de datos relacionales.
RFID: (Radio Frequency Identification), hace referencia a la identificación por
radiofrecuencia.
TAG: Etiqueta utilizada para la identificación a través de la tecnología de radiofrecuencia.
SIT: sistema inteligente de transporte (Inteligente Transportation Systems).
TPUC: (transporte público urbano colectivo).
B-SISA: Boliviana de sistemas de auto identificación.
ANH: Agencia Nacional de Hidrocarburos.
RAM: Memoria de Acceso Aleatorio (Random Access Memory).
ROM: Memoria Solo de Lectura (Read Only Memory).
ISO: Organización Internacional de Normalización (International Organization for
Standardization).
UHF: Frecuencia Ultra Alta (Ultra High Frequency).
HF: Alta Frecuencia (High Frequency).
LF: Baja Frecuencia (Low Frequency).

xiii

USB: Bus Serial Universal (Universal Serial Bus).
EPC: (Electronic Produc Code). Código de producto electrónico.
MICROCONTROLADORES PIC: (Peripheral Interface Controller). Controlador de interfaz
periférica.
MCU: (Microcontroller Unit). Unida de microcontrolador.
EEPROM: (Electrical Erasable Probrammable Read Only Memory). Memoria de solo lectura
programable, borrable eléctricamente.
CCS: (Custom computer services) es una empresa conocida por su compilador para
microcontroladores PIC.
IDE: (Entorno de desarrollo integrado).
PICKIT 3: Es la herramienta de depuración y programación más sencilla.
C++: es un lenguaje de programación orientado a objetos que toma la base del lenguaje.
SQlite: es una biblioteca escrita en lenguaje C que implementa un sistema de gestión de base
de datos transaccional.
ACID: Consistencia de base de datos, aislamiento y durabilidad.

https://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador_PIC

CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES
1.1 INTRODUCCIÓN
En la mayoría de las áreas metropolitanas de los países desarrollados, el control del
transporte público es complejo. Los sistemas de control de transporte “publico”
interurbano se ha convertido en un problema cotidiano de difícil solución, ya que
produce efectos indeseados en los conductores, pasajeros y peatones. A esto hay que
añadir el incumplimiento de los horarios en el transporte público y el incremento del
tiempo en los viajes.
Una de las posibles soluciones a estos problemas de tráfico y viabilidad podría ser el uso
de las técnicas y tecnología prometedoras para la solución del problema de la
congestión, el mismo radica en el uso de sistemas electrónicos e informáticos, y de las
telecomunicaciones aplicadas a la gestión del tráfico. En efecto, los denominados
Sistemas Inteligentes de Transporte (SIT) están siendo un apoyo eficiente para el
ciudadano y en el intento de solucionar los problemas de congestión de los transportes
urbanos e interurbanos, no solamente ayudando a mejorar su movilidad sino haciéndola
más sostenible.1
Por otro lado, la integración de tecnología avanzada al sistema de transporte contribuyen
a la solución de monitoreo electrónico para una prestación del servicio de transporte
público al colectivo de la ciudadanía. Promueve el respeto de las normas de tránsito y
permite que la autoridad de tránsito y transporte tenga información en línea, de cada uno
de los vehículos y las rutas. En cuanto al cumplimiento de las normas básicas, permiten
garantizar la seguridad del pasajero, los peatones y los demás conductores de vehículos.
En consecuencia la tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID) como
herramienta nos permite hacer el seguimiento y trazabilidad del recorrido de un objeto,
además de permitir realizar controles con un alto nivel de fiabilidad, identificaciones
univocas e imperceptibles, dado el avance de los dispositivos RFID (Tags / etiquetas).
Disponibles en distintas formas y tamaños pueden ser adheridos casi en cualquier
elemento u objeto.

1 Segui, Maria 2004-Sistema Inteligente de Transporte

1.2 ANTECEDENTES
En la actualidad con ayuda de la tecnología de la información y comunicación (TIC) el
control de los semáforos de una urbe se realizan desde un sistema de control
centralizado el cual gestiona los semáforos.
En ese sentidonació el estudio del conceptos como Sistemas Inteligentes de Transporte
(SIT) (Inglés: Intelligent Transportation Systems - ITS) que es un conjunto de
soluciones tecnológicas de las telecomunicaciones y la informática (conocida como
telemática) diseñadas para mejorar la operación y seguridad del transporte terrestre,
tanto para carreteras urbanas y rurales, como para ferrocarriles. Este conjunto de
soluciones telemáticas también pueden utilizarse en otros modos de transporte, pero su
principal desarrollo ha sido orientado al transporte terrestre.
El interés para el desarrollo de los SIT proviene de los problemas causados por la
congestión del tráfico, cual sea incrementado a nivel mundial como resultado del
crecimiento poblacional, la urbanización y los cambios en la densidad de población. Este
embotellamiento vehicular reduce la eficiencia de la infraestructura de transporte, e
incrementa el tiempo de viajes, el consumo de combustible, además de la contaminación
ambiental.
Además de las tecnologías de comunicación, los SIT hacen uso de la información
proporcionada por los sensores embarcados en el vehículo. Estos sensores permiten
conocer, en tiempo real, el estado de la circulación, de la vía o las tendencias de tráfico.
La tecnología que se aplica en los SIT es muy variada, igual que sus aplicaciones:
sistemas de gestión como los que se encargan de la navegación en los coches, los
sistemas de control de las señales de tráfico, señales de mensaje variable,
reconocimiento automático de placas de matrícula, cámaras de alta velocidad para
monitorización, y un montón de sistemas más que lo que tienen en común, es que son
sistemas de control con cierta inteligencia en el proceso.

Figura 1.1. Sistemas Inteligentes de Transporte

Fuente: https://fr.123rf.com/photo_59198671_communication
Como se puede advertir, la amplitud de este campo es enorme, pero con que nos
quedemos con la idea básica y principal es suficiente. Los SIT existen para mejorar las
condiciones del tráfico desde un punto vista global: los datos de nuestro coche, nuestros
hábitos de circulación y demás variables se pueden incluir en un sistema global que está
dotado de decenas de aplicaciones capaces de encontrar la mejor solución para nuestro
problema, que es ir desde nuestro origen a nuestro destino.
1.2.1 Ámbito local
 ANH (B-SISA)
Con el objetivo de frenar el contrabando y el desvió del carburante subvencionados para
actividades ilegales, el proyecto B-SISA cumple con el registro de todo el parque
automotor en el país, con la entrega de Tarjetas (RFID) para maquinaria agrícola y de
construcción.
Por su parte, el director de Tecnologías de Información y Comunicación de la ANH,
Einard Joffré, explica que en las estaciones de servicio a nivel nacional, las Tarjetas
tienen un dispositivo de radiofrecuencia que reporta la compra de combustible en el
sistema informático B-SISA. Y con esto, el B-SISA permite controlar la venta de
combustible en las estaciones de servicio. En tal sentido, la ANH implemento tecnología
de alta generación para cumplir con sus atribuciones de controlar y supervisar la
actividad hidrocarburiferas, puesto que son los primeros en el continente en utilizar esta
tecnología para el control de la comercialización de combustibles, permitiendo
garantizar el abastecimiento en volúmenes que se requiere.
https://fr.123rf.com/photo_59198671_communication

Por otro lado, el funcionamiento técnico de la tarjeta contempla una utilidad de diez
años, sin embargo, está sujeto a la frecuencia de uso y el cuidado en la manipulación. En
este aspecto, se debe hacer notar que no importa si la Tarjeta está deteriorada
externamente, lo importante es que no se dañe el sistema tecnológico de su chip.2
 El Caso El Alto: Fabricación de semáforos bolivianos
Un grupo de jóvenes formados en el área de Telecomunicaciones e Ingeniería de
Sistemas emprendió un proyecto que además de ser destacable por su destreza e
inteligencia beneficiará a la ciudad de El Alto en el ahorro de recursos económicos y
electricidad.
El Gobierno Municipal de El Alto (GAMEA) utilizaba, hasta hace poco, semáforos
importados de Estados Unidos y Brasil; no obstante los mismos tenían códigos de
bloqueo que era imposible descifrar, sin embargo ahora los controladores serán de fácil
manejo.
Es así que el municipio viene probando con los controladores fabricados por los jóvenes,
los mismos fueron colocados en algunas avenidas y hasta el momento no presentaron
problema alguno, pese a que funcionan las 24 horas del día.
Además de ser equipos garantizados, el municipio ahorrara en cada uno Bs 12 mil, ya
que los controladores que eran de procedencia americana, que actualmente se encuentran
en desuso, tenían un costo de alrededor de Bs 32 mil, además que eran dóciles de
configurar.
Los costos de estos controladores hechos en El Alto están basados en el precio
referencial de los controladores americanos, que cada uno llega a costar un tercio del
precio de los importados. Estos equipos están sobre la base de Bs 8 mil y los americanos
llegaban a Bs 30 mil, entonces esto le significa al gobierno municipal un gran ahorro.3
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.3.1 Identificación del problema
Es una realidad que en diferentes ciudades de Bolivia, el control del transporte público,

2https://www.anh.gob.bo/w2019
3 https://www.el-alto-noticias/12202-el-alto-fabricacion-de-semaforos-bolivianos
https://www.anh.gob.bo/w2019

depende de muchos factores socio-culturales, tanto de la población civil, de los
operadores del transporte público y de la formación de los funcionarios de tráfico y
vialidad, como también de los efectivos de tránsito.
En nuestras urbes es muy habitual la práctica denominada trame aje, término acuñado
por la población, que se refiere a la ruptura (por parte de un operador de transporte
público) de una ruta y/o frecuencia definida previamente.
Con estos antecedentes, en este trabajo de investigación se enfocará en la problemática
de incumplimiento de rutas, que se presenta en la zona de Senkata, en cuya jurisdicción
opera la línea de minibuses, con la denominación 363, la cual forma parte del sindicato
Simón Bolívar.
Figura 1.2. Diagrama de Espina de Pez

Fuente:(Elaboración propia)
Deficiente servicio por
Incumplimiento de rutas
Y frecuencias del
Transporte público
Corrupción y soborno
Irresponsabilidad del
conductor

1.3.2 Formulación del problema
¿Cómo lograr que los operadores de minibuses del transporte público, que operan en la
zona extranca de Senkata, cumplan con las rutas y frecuencias definidas, para mejorar la
calidad del servicio del transporte público?
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo General
Diseño de un sistema de monitoreo de rutas del transporte público Basado en RFID y
microcontroladores PIC, para gestionar el transporte público en la zona extranca de
Senkata.
1.4.2 Objetivos Específicos
A continuación detallaremos los siguientes objetivos específicos:
 Definir los parámetros técnicos que permitan identificar y procesar las salidas y
llegadas, en cada parada de los mini buses, que corresponda a la ruta.
 Realizar un estudio de frecuencias que sean adecuadas a los horarios de uso
cotidiano como ser horas de oficina, escolares y horas pico.
 Establecer un método de control que verifique si los minibuses cumplen
efectivamente, con el horario establecido para cada parada dentro de la ruta que
efectúan.
 Aplicar la tecnología RFID para establecer puntos de controles fijos, y también
para cubrir de manera efectiva el control de rutas.
 Diseñar un sistema de alerta, que se disparará en caso de retraso del vehículo, al
cruzar el minibús por uno de los puntos de control, cuya alerta consistirá en
enviar un SMS y llamar al móvil del operadordel transporte.
 Implementar un prototipo con dispositivos electrónicos que permitan verificar la
validez de la solución planteada.
 Determinar costos.

1.5 JUSTIFICACIÓN
Todas las personas en su diario vivir, por diferentes motivos necesitan transportarse de
un lugar a otro, y por esta razón, en el transcurso del viaje corren el riesgo de sufrir
alguna eventualidad desafortunada por parte de los operadores del transporte público,
esto debido a que el conductor muchas veces no cumple con la ruta establecida, ya que
desembarca a los usuarios no en su destino final, sino en media ruta. Obligándolos de
esta forma a tener que buscar y abordar otro medio de transporte.
Por lo que el conductor termina perjudicando al usuario, tanto en su economía como en
su tiempo, tomando en cuenta que el usuario tendrá que buscar otro medio de transporte
para que le haga llegar a su destino. Por este motivo desarrollaremos un sistema de
monitoreo de rutas para mini buses del transporte público, para el área de extranca de
Senkata.
Además cabe hacer notar que el aporte del presente trabajo, permitirá aplicar un nuevo
enfoque del uso de las herramientas y dispositivos, que sean adecuados para mejorar el
transporte público en el cual se analizara cómo estos dispositivos de nueva tecnología se
pueden adaptar y cómo su interrelación puede aportar a mejorar el servicio de transporte
público.
1.6 LIMITES Y ALCANCES
1.6.1 Límites
 Se propone implementar un número determinado y adecuado de lectores RFID
(Tags /etiquetas) en un prototipo para las pruebas y no implementarlo en el
parque automotor.
 Se implementará un centro de control centralizado.
 La conectividad de los lectores RFID al servido (Tags / etiquetas), se realizó a
través de una red local WIFI y no así por una red telefónica 3G, 4G.
 Se realizará para una sola línea, dentro del grupo son 10 a 15 minibuses.
1.6.2 Alcances
El diseño de un sistema de monitoreo de rutas del transporte público basado en RFID y
microcontroladores PIC para gestionar el transporte público en la zona extranca de

Senkata para el transporte público que se desarrollara, tendrá los siguientes alcances:
 Se realizará la lectura en tiempo real de los datos de RFID (Tags / etiquetas) en
puntos estratégicos y los enviara a un centro de procesamiento centralizado.
 Se implementará puntos fijos de control en cada parada de la línea del mini bus.
 Se registrará en una base de datos la lectura de los datos RFID (Tags / etiquetas)
adicionando datos necesarios como: placas, propietario, hora, fecha, localización
del punto de lectura.
 El sistema disparará alertas en caso de que se detecte que un operador de
transporte público incumpla la ruta y frecuencia previamente establecida.

CAPÍTULO II
2 MARCO TEÓRICO
El origen los de los métodos de control de transporte público se remonta al 9 de
diciembre de 1868 en el que se instaló el primer semáforo en Londres. Fue diseñado por
el ingeniero ferroviario John Peake Knight, quién se basó en las señales ferroviarias de
la época. El primer semáforo fue muy diferente al actual, con dos brazos que se
levantaban para indicar el sentido que tenía que detenerse, además uso lámparas de gas
de colores rojo y verde para su uso nocturno. Sin embargo, este primer semáforo era
manual por lo que requería que un policía lo controlase todo el tiempo. Este primer
semáforo exploto tan solo un meses después, el 2 de enero de 1869, hiriendo de
gravedad y causándole posteriormente la muerte al policía que lo controlaba y en 1910,
Ernest Sarrine mejoro el semáforo volviéndolo automático.4
La congestión del tráfico es uno de los principales retos a los que se enfrentan las
ciudades. La implantación de nuevos sistemas de transporte inteligente conlleva sin duda
beneficios impresionantes.
Este crecimiento con lleva una expansión de la demanda a la que están sometidas todas
las infraestructuras urbanas, incluyendo el transporte.
Por lo que se refiere a los sistemas de transporte, la mayoría de los líderes
gubernamentales coinciden en que es necesario invertir en infraestructuras. Sin embargo,
las restricciones impuestas por la limitación presupuestaria obligan a gestionar más
eficazmente la demanda y el suministro mediante el despliegue de sistemas de transporte
inteligente (ITS).5
2.1 Sistemas de Transporte Inteligente
Los sistemas de transporte inteligente existen desde hace mucho tiempo, pero en los
últimos años ciudades de todo el mundo han comenzado a implantar una nueva
generación de ITS. He aquí algunos ejemplos de los proyectos puestos en marcha:
 Gestión integrada de tarifas
 Mejora de la gestión de la relación transporte/usuario

4 (Salvat, 1914).
5 https://www-03.ibm.com/press/es/es/pressrelease/28474.wss

 Predicción del tráfico
 Mejora de la gestión del transporte y el tráfico
 Cobro por uso de las carreteras de peaje
 Tarifas de estacionamiento variables
Figura 2.1. Sistemas de Transporte Inteligente

Fuente: https:// sistemas-transporte-inteligentes-cooperativos/

Las tecnologías ITS también ofrecen la posibilidad de crear nuevos servicios en torno a
la información, como planificación de trayectos y alertas de tráfico previos al
desplazamiento, así como diferentes modelos de gestión y tarificación flexible, en
función del uso, las emisiones o las horas punta ver fig.2.1.6
2.1.1 Tecnologías Relacionadas
Para la provisión de los sistemas SIT es necesario contar con diversas tecnologías
relacionadas. En primer lugar, se necesita que los vehículos puedan intercambiar
información, bien con otros vehículos, bien con una infraestructura de comunicaciones.
Con este fin, los vehículos deben disponer de un transmisor de información. Por su
parte, la infraestructura de comunicaciones puede implementarse de diversas formas,
desde la tradicional tecnología de comunicación móvil (GPRS, GSM, 3g, 4g o 5g) hasta
formas específicas para la circulación de vehículos.

6 Hawkins, Johansson, Lamba, Dirks, IBM, 2009-Sistema Inteligente de Transporte
https://cepymenews.es/bruselas-adopta-nuevas-reglas-favorecer-avance-sistemas-transporte-inteligentes-cooperativos/

Además de las tecnologías de comunicación, los SIT hacen uso de la información
proporcionada por los sensores embarcados en el vehículo. Estos sensores permiten
conocer, en tiempo real, el estado de la circulación, de la vía o las tendencias de tráfico. 7
2.2 Identificación por Radiofrecuencia (RFID)
RFID (identificación por radiofrecuencia) es un sistema de almacenamiento y
recuperación de datos remotos que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas,
transpondedores o tags RFID. El propósito fundamental de la tecnología RFID es
transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas
de radio. Las tecnologías RFID se agrupan dentro de las denominadas Auto ID
(identificación automática).
Las etiquetas RFID (RFID Tag, en inglés) son unos dispositivos pequeños, similares a
una pegatina, que pueden ser adheridas o incorporadas a un producto, un animal o una
persona. Contienen antenas para permitirles recibir y responder a peticiones por
radiofrecuencia desde un emisor-receptor RFID. Las etiquetas pasivas no necesitan
alimentación eléctrica interna, mientras que las activas sí lo requieren. Una de las
ventajas del uso de radiofrecuencia (en lugar, por ejemplo, de infrarrojos) es que no se
requiere visión directa entre emisor y receptor.8
2.2.1 Arquitectura de Funcionamiento del (RFID)
El modo de funcionamiento de los sistemas RFID es simple. La antena/lectora emite una
señal de radiofrecuencia posteriormente, la etiqueta hace la recepción de dicha señal,
transformando estaen energía suficiente para que transmita la etiqueta RFID, que
contiene los datos de identificación del objeto al que se encuentra adherida, genera una
señal de radiofrecuencia con dichos datos. Esta señal puede ser captada por un lector
RFID, el cual se encarga de leer la información y pasarla en formato digital a la
aplicación específica que utiliza ver figuras 2.2.y 2.3.9
Un sistema RFID consta de los siguientes tres componentes:

7 https://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_inteligentes_de_transporte
8 https://www.kimaldi.com/rfid_tecnologia_de_identificacion_por_radiofrecuencia/
9 BBC News, 2007-funcionamiento de Radiofrecuencia
https://es.wikipedia.org/wiki/Etiqueta_RFID
https://es.wikipedia.org/wiki/Antena

Figura 2.2. Etiqueta RFID.

Fuente: https://tecnologia-informatica.com/tecnologia-rfid-tags/
 Etiqueta RFID o transpondedor: compuesta por una antena, un transductor radio
y un material encapsulado o chip. El propósito de la antena es permitirle al chip,
el cual contiene la información, transmitir la información de identificación de la
etiqueta. Existen varios tipos de etiquetas. El chip posee una memoria interna
con una capacidad que depende del modelo y varía de una decena a millares de
bytes. Existen varios tipos de memoria:
 Solo lectura: el código de identificación que contiene es único y es
personalizado durante la fabricación de la etiqueta.
 De lectura y escritura: la información de identificación puede ser
modificada por el lector.
 Anticolisión. Se trata de etiquetas especiales que permiten que un lector
identifique varias al mismo tiempo (habitualmente las etiquetas deben
entrar una a una en la zona de cobertura del lector).
 Lector de RFID o transceptor: compuesto por una antena, un transceptor y un
decodificador. El lector envía periódicamente señales para ver si hay alguna
etiqueta en sus inmediaciones. Cuando capta una señal de una etiqueta (la cual
contiene la información de identificación de esta), extrae la información y se la
pasa al subsistema de procesamiento de datos.
https://tecnologia-informatica.com/tecnologia-rfid-tags/
https://es.wikipedia.org/wiki/Etiqueta_RFID

 Subsistema de procesamiento de datos o Middleware RFID: proporciona los
medios de proceso y almacenamiento de datos.10
Figura 2.3. Entrada del Transponder en el campo electromagnético

Fuente: https://tecnologia-informatica.com/tecnologia-rfid-tags/

2.2.2 Clasificación del (RFID)
La frecuencia hace referencia al tamaño de onda usado para comunicarse entre los
componentes que existen en el mundo operan en baja frecuencia, alta frecuencia o hiper
alta frecuencia. Las ondas de radio son diferentes en estas frecuencias y hay ventajas o
desventajas al utilizar estos anchos de banda.
Por ejemplo, un Sistema rfid de baja frecuencia, tiene menos capacidad de transmisión
de datos, pero aumenta la capacidad de ser leído cerca del metal o líquidos. Si un
sistema opera en una frecuencia más alta, generalmente transmiten datos de manera más
rápida y a más distancia de detección, pero las ondas de radio son más sensibles a
interferencias causadas por líquidos y metales en el ambiente.
Los sistemas RFID se clasifican dependiendo del rango de frecuencias que usan. Existen
cuatro tipos de sistemas: de frecuencia baja (LF: 125 o 134.2 KHz); de alta frecuencia
(HF: 13.56 MHz); de frecuencia ultra elevada (UHF: 868 a 956 MHz); y de microondas

10 https://www.anh.gob.bo/w2019/contenido.php?s=5&O=772
https://es.wikipedia.org/wiki/Middleware_RFID
https://tecnologia-informatica.com/tecnologia-rfid-tags/
https://es.wikipedia.org/wiki/KHz
https://es.wikipedia.org/wiki/MHz
https://es.wikipedia.org/wiki/UHF
https://es.wikipedia.org/wiki/Radiación_microondas

(2.45 gigahercios). Los sistemas UHF no pueden ser utilizados en todo el mundo porque
no existe una única regulación global para su uso.11
Figura 2.4. Envío de datos por parte del transponer

Fuente: https://tecnologia-informatica-rfid-tags/

2.2.3 Estandarización de (RFID)
Los estándares de RFID abordan cuatro áreas fundamentales:
 Protocolo en la interfaz aérea: especifica el modo en el que etiquetas RFID y
lectores se comunican mediante radiofrecuencia.
 Contenido de los datos: especifica el formato y semántica de los datos que se
comunican entre etiquetas y lectores.
 Certificación: pruebas que los productos deben cumplir para garantizar el
desarrollo de los estándares y pueden inter operar con otros dispositivos de
distintos fabricantes.
 Aplicaciones: usos de los sistemas RFID.
Como en otras áreas tecnológicas, la estandarización en el campo de RFID se caracteriza
por la existencia de varios grupos de especificaciones competidoras. Por una parte está
ISO, y por otra Auto-ID Centre (conocida desde octubre de 2003 como EPCglobal, de

11 https://www.dipolerfid.es/blog/categor-a-1/Tipos-Sistemas-RFID
https://es.wikipedia.org/wiki/Gigahercio
https://tecnologia-informatica-rfid-tags/
https://es.wikipedia.org/wiki/Etiquetas_RFID
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO

EPC, Electronic Product Code). Ambas comparten el objetivo de conseguir etiquetas de
bajo coste que operen en UHF.
Los estándares EPC para etiquetas son de dos clases:
 Clase 1: etiqueta simple, pasiva, de sólo lectura con una memoria no volátil
programable una sola vez.
 Clase 2: etiqueta de sólo lectura que se programa en el momento de fabricación
del chip (no reprogramable posteriormente).
Por su parte, ISO ha desarrollado estándares de RFID para la identificación automática
y la gestión de objetos. Existen varios estándares relacionados, como ISO 10536, ISO
14443 e ISO 15693, estándar que describe las diferentes tecnologías y/o frecuencias
para la gestión a nivel de ítem. Las diferentes partes de este estándar describen el
interface de comunicación vía aire de estas distintas frecuencias para establecer los
distintos comportamientos físicos. ISO 180000.12
2.2.4 Aplicabilidad de las Frecuencias
Dependiendo de las frecuencias utilizadas en los sistemas RFID, el coste, el alcance y
las aplicaciones son diferentes. Los sistemas que emplean frecuencias bajas tienen
igualmente costes bajos, pero también baja distancia de uso. Los que emplean
frecuencias más altas proporcionan distancias mayores de lectura y velocidades de
lectura más rápidas. Así, las de baja frecuencia se utilizan comúnmente para la
identificación de animales, seguimiento de barricas de cerveza, o como llave de
automóviles con sistema antirrobo.
Las etiquetas RFID de alta frecuencia se utilizan en bibliotecas y seguimiento de libros,
seguimiento de palés, control de acceso en edificios, seguimiento de equipaje en
aerolíneas, seguimiento de artículos de ropa y últimamente en pacientes de centros
hospitalarios para hacer un seguimiento de su historia clínica. Un uso extendido de las
etiquetas de alta frecuencia como identificación de acreditaciones, substituyendo a las
anteriores tarjetas de banda magnética. Sólo es necesario acercar estas insignias a un
lector para autenticar al portador.13

12https://www.fqingenieria.com/es/conocimiento/estandares-y-regularizaciones-para-rfid-36
13https://www.kimaldi.com/blog/rfid/usos_y_aplicaciones_del_rfid
https://es.wikipedia.org/wiki/UHF
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ISO_10536&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO_14443
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO_14443
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO_15693
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ISO_18000&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/Animal
https://es.wikipedia.org/wiki/Barrica
https://es.wikipedia.org/wiki/Automóvil
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sistema_antirrobo&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Biblioteca
https://es.wikipedia.org/wiki/Libro
https://es.wikipedia.org/wiki/Palé
https://es.wikipedia.org/wiki/Control_de_acceso
https://es.wikipedia.org/wiki/Equipaje
https://es.wikipedia.org/wiki/Aerolíneas
https://es.wikipedia.org/wiki/Ropa
https://es.wikipedia.org/wiki/Acreditación
https://es.wikipedia.org/wiki/Banda_magnética

Las etiquetas RFID de UHF se utilizan comúnmente de forma comercial en seguimiento
de palé y envases, y seguimiento de camiones y remolques en envíos o en sistemas de
distribución de uniformidad en Hospitales HF(Asturias - España) o incluso en la ropa
plana, siempre y cuando la etiqueta sea encapsulada en resina de epoxi, para mayor
resistencia al proceso de calandrado y prenda de extracción de agua. Sector textil-
sanitario.14
Figura 2.5. Etiqueta RFID empleada para la recaudación con peaje electrónico

Fuente: https://esbsistemas.com
Las etiquetas RFID de microondas se utilizan en el control de acceso en vehículos de
gama alta.
Algunas autopistas, como por ejemplo El carril de Tele peaje en las autopistas En
México la Fas Trak de California, el sistema I-Pass de Illinois, el tele peaje TAG en las
autopistas urbanas en Santiago de Chile, la totalidad de las autopistas pagas argentinas y
la utilizan etiquetas RFID para recaudación con peaje electrónico. Las tarjetas son leídas
mientras los vehículos pasan; la información se utiliza para cobrar el peaje en una cuenta
periódica o descontarla de una cuenta prepago. El sistema ayuda a disminuir el
entorpecimiento del tráfico causado por las cabinas de peaje ver fig.2.5.15

14 http://amipem.net/productos/etiquetas-rfid
15 Bhattacharya, Shaoni; 2005
https://es.wikipedia.org/wiki/Etiqueta_RFID
https://es.wikipedia.org/wiki/UHF
https://es.wikipedia.org/wiki/Envase
https://es.wikipedia.org/wiki/Camión
https://es.wikipedia.org/wiki/Remolque
https://es.wikipedia.org/wiki/HF
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sector_textil-sanitario&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sector_textil-sanitario&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Recaudación_con_peaje_electrónico&action=edit&redlink=1
https://esbsistemas.com/
https://es.wikipedia.org/wiki/Microonda
https://es.wikipedia.org/wiki/Autopista
https://es.wikipedia.org/wiki/FasTrak
https://es.wikipedia.org/wiki/California
https://es.wikipedia.org/wiki/Illinois
https://es.wikipedia.org/wiki/Santiago_de_Chile
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Recaudación_con_peaje_electrónico&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/Cuenta
https://es.wikipedia.org/wiki/Prepago

2.3 Rutas y Frecuencias
La planificación del transporte público urbano colectivo (TPUC) basada en herramientas
de apoyo a la decisión, cobra cada vez más importancia, tanto en los países desarrollados
como en los en vías de desarrollo. Una proporción importante de los viajes en las
ciudades medianas y grandes son efectuados utilizando transporte público colectivo.16
2.3.1 Rutas
La ruta de transporte público es el recorrido pre determinado por el cual debe ser
recorrido de principio a fin por el vehículo del transporte público.
2.3.2 Frecuencia
Se refiere a la periodicidad en que los vehículos del transporte debe salir de parada para
cumplir una determinada ruta vele decir cada cuanto tiempo debe salir un nuevo bus de
la parada.
2.3.3 La planificación de un Sistema de Transporte Publico
Implica determinar un plan de recorridos, frecuencias, horarios, asignación de personal y
flota, en lo posible óptima. Este proceso se puede descomponer en etapas de la siguiente
manera:
a) Diseño de las rutas: cantidad de líneas y el trazado de sus recorridos.
b) Determinación de frecuencias: de pasadas para cada línea, eventualmente
variable en el tiempo. Considera aspectos de cubrimiento de demanda.
c) Determinación de horarios: tablas de horarios de cada línea y sincronización de
despachos entre aquellas que comparten puntos de transferencia (transbordos).
d) Asignación de flota: en base a los vehículos disponibles para realizar los viajes.
e) Asignación de personal y recursos disponibles a los viajes programados por
línea.
Estas etapas son generalmente diseñadas por las entidades reguladoras, es decir, el
estado, la municipalidad.

16 Interconsult, 1997- planificación del transporte público urbano colectivo

Figura2.6. Rutas y Frecuencias

Fuente:(Elaboración Propia).
La optimización de un sistema de TPUC plantea objetivos del tipo: maximizar la calidad
del servicio (minimizar tiempos de viaje y espera), maximizar el beneficio de los
operadores del trasporte público y transportistas. La solución global al problema
depende de la solución de cada una de las etapas del proceso; es razonable pensar que
las soluciones factibles de las tres últimas etapas del proceso están condicionadas por las
soluciones obtenidas en las dos primeras ver fig.2.6.17
2.4 Microcontroladores (MCU)
El microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las ordenes
grabadas en su memoria, nace cuando las técnicas de integración han progresado lo
bastante para permitir su fabricación; pero también porque, muy a menudo, tanto en las
aplicaciones domésticas como industriales, se tiene la necesidad de sistemas
“inteligentes” o, al menos programables. Un ejemplo muy simple es el programador de
una lavadora, el cual debe controlar una cierta cantidad de elementos con ciclos y
cadencias perfectamente definidas, pero variables en función del programa seleccionado.
Otras aplicaciones más técnicas tienen, igualmente, necesidad de sistemas programables.
Por ejemplo, una fotocopiadora debe controlar permanentemente un gran número de

17 (Ceder, Wilson, 1986).

elementos y de funciones. Gracias a la llegada de los microcontroladores, tarjetas que
contenían varias decenas de circuitos lógicos clásicos se han visto reducidas a dos o tres
microcontroladores.
Figura 2.7.Organización de un Microcontrolador

Fuente: https://mafiadoc.com/introduccion-a-los-microcontroladores
La figura anterior se presenta el esquema tipo de cualquier sistema programable.
Veamos qué elementos son indispensables para su funcionamiento:
 La unidad central
 La memoria ROM
 La memoria RAM
 Los circuitos de interfaz
 Un bus de interconexión
Sin embargo, estos programas tienen en común el hecho de que muy raramente
necesitan cálculos complejos y, en cambio, sí suelen incluir numerosas manipulaciones
de la información de entrada/salida.
El programa se almacena en un segundo elemento, que es la memoria ROM. Esta
memoria puede constituirse de diferentes formas: UVPROM, EEPROM u OTPROM,
cualquiera que sea la que se utilice es una memoria no volátil desde la que se ejecutará el
https://mafiadoc.com/introduccion-a-los-microcontroladores

programa una vez alimentado el sistema. Para poder trabajar correctamente, nuestro
microprocesador necesita, a menudo, almacenar datos temporales en alguna parte, y aquí
es donde interviene la memoria RAM, que no necesita ser de grandes dimensiones. El
último elemento y que, generalmente, es el más importante en una aplicación susceptible
de utilizar un microcontrolador es todo lo concerniente a los circuitos de interfaz con el
mundo exterior, que relacionará al microprocesador con elementos tan dispares como un
motor pasó a paso, un desplaye de cristal líquido o una botonera hexadecimal. Después
de este pequeño análisis nos podemos preguntar por qué se habla de microcontrolador y,
no de un conjunto de elementos que realizan esta función. La respuesta es que el
objetivo de los microcontroladores es integrar, tanto como sea posible, en unúnico
encapsulado el conjunto de funciones Ver fig.2.7.18
2.5 PIC MCU CCS C Compiler
CCS desarrolló el primer compilador de C para microcontroladores de microchip hace
más de 20 años y continúa brindando soluciones de software a los desarrolladores de
aplicaciones integradas que utilizan microcontroladores. Los compiladores de CCS son
fáciles de usar y rápidos de aprender. Para el programador menos experimentado, un
libro de texto detallado que explica el lenguaje C y cómo se puede aplicar a los
microcontroladores PIC.
Figura 2.8. Microchip PIC 16F877A

Fuente:http://electronicosembebidos.blogspot.com/2019.

18 http://www.bolanosdj.com.ar/MICRO/INTRODUCMICRCONT.pdf
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&tl=es&u=http://www.ccsinfo.com/product_info.php%3Fproducts_id%3De3mini-book&xid=17259,1500003,15700021,15700186,15700191,15700256,15700259&usg=ALkJrhhg4qOkph_FBirlmaOqh708t5W5Kw
http://electronicosembebidos.blogspot.com/2019

Los productos de compilación incluyen optimización de nivel profesional , incorpora la
biblioteca más grande de funciones incorporadas , comandos de preprocesadores
específicos PIC® MCU potentes y programas de ejemplo listos para ejecutar para iniciar
rápidamente cualquier proyecto. Nuestra base de usuarios masivo brinda acceso para
comprender los requisitos de los usuarios mientras se desarrolla funciones avanzadas
con lanzamientos frecuentes y errores raros ver fig.2.8.19
2.5.1 Características Clave del Compilador:
 Migre fácilmente entre todos los dispositivos Microchip PIC ® MCU
 Minimice el tiempo de desarrollo con: controladores periféricos y construcciones
C estándar
 Vías de entrada / salida de estilo C ++ con formato de datos completo para
cualquier dispositivo o para cadenas
 Utilice bibliotecas CCS y código de objeto sin royalties.
 Funciones prácticas como #bit y #byte permiten colocar las variables C en
direcciones absolutas
 El tipo integral de un bit (Int. Corto) permite al compilador generar código
orientado a bits muy eficiente
 Defina, configure y gestione fácilmente las interrupciones
 Detalles adicionales del compilador.20
2.6 Grabador de Firmware
El PICkit 3 permite no solo la programación, sino también la depuración del programa
en microcontroladores PIC y dsPIC de memoria Flash, "In circuit" (en circuito) en
tiempo real con su propio hardware, depuración con breakpoints (puntos de corte) por
hardware, configuración de breakpoints basados en eventos internos, monitoreo de
registros internos, y emulación a full speed, empleando la interface gráfica de usuario
del Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) llamada MPLAB. También se puede utilizar
mediante el "Pickit 3 Programmer", una aplicación de Microchip sencilla y rápida de

19 CCS Ing, 2019
20 http://www.ccsinfo.com/content.php?page=compilers
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&tl=es&u=http://www.ccsinfo.com/content.php%3Fpage%3Dcompiler-details&xid=17259,1500003,15700021,15700186,15700191,15700256,15700259&usg=ALkJrhgTW7TcEENekGcBIjzNC01qiTOO8w#pro_opt
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&tl=es&u=http://www.ccsinfo.com/content.php%3Fpage%3Dsyntax-functions&xid=17259,1500003,15700021,15700186,15700191,15700256,15700259&usg=ALkJrhjYx0vL32P3xZoiq54rpBPdSEBLFw
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&tl=es&u=http://www.ccsinfo.com/content.php%3Fpage%3Dsyntax-functions&xid=17259,1500003,15700021,15700186,15700191,15700256,15700259&usg=ALkJrhjYx0vL32P3xZoiq54rpBPdSEBLFw
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&tl=es&u=http://www.ccsinfo.com/content.php%3Fpage%3Dsyntax-functions&xid=17259,1500003,15700021,15700186,15700191,15700256,15700259&usg=ALkJrhjYx0vL32P3xZoiq54rpBPdSEBLFw
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&tl=es&u=http://www.ccsinfo.com/content.php%3Fpage%3Dcompexamples&xid=17259,1500003,15700021,15700186,15700191,15700256,15700259&usg=ALkJrhgJxoGiy25E7o1GwHXj8hSkbjnaCw
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&tl=es&u=http://www.ccsinfo.com/content.php%3Fpage%3Dcompiler-details&xid=17259,1500003,15700021,15700186,15700191,15700256,15700259&usg=ALkJrhgTW7TcEENekGcBIjzNC01qiTOO8w

usar independiente del MPLAB que además permite usar el Pickit como un analizador
lógico de 3 canales o como 4 salidas de datos digitales.21
El PICkit 3 puede programar un amplísimo rango de microcontroladores incluyendo las
familias PIC10F, PIC12F, PIC16F, PIC18F, PIC24F/H, PIC32, dsPIC30F y dsPIC33F.
Adicionalmente su firmware es actualizable, y Microchip libera regularmente nuevas
versiones de este para soportar los nuevos chips, además de nuevas funcionalidades. Ver
fig.2.9.
Figura 2.9. Muestra el esquema de conexión del PICKit 3.

Fuente:https://respuestas.me/q/co-mo-programo-un-pic12-60528377042

21 http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/50002010b.pdf
https://respuestas.me/q/co-mo-programo-un-pic12-60528377042

2.7 Modulo Sim 800L
Figura 2.10.Modulo Sim 800L

Fuente: https://cdmxelectronica.com/producto/sim800l-modulo

El GSM (Glogal System for Glogal Communications) es el sistema de comunicaciones
que más se utiliza en teléfonos móviles y es un estándar en Europa. La primera
funcionalidad de esta tecnología es la transmisión de voz pero también permite la
transmisión de datos (SMS, internet), eso es una velocidad muy baja de 9kb/s.
Para que funcione este módulo se necesita un microcontrolador para controlarlo, es
compatible con las placas de desarrollo de Arduino o con cualquier microcontrolador de
3.3V – 5V que cuente con interfaz de comunicación ya que por los puertos de TX y RX
puede enviar o recibir comandos AT. De igual manera necesitaras de algunos accesorios
adicionales como un Micro SIM principalmente chips 2G, fuente de alimentación o
batería de litio, auriculares y micrófono. Estos accesorios no se incluyen en la compra
del módulo ver fig.2.10.22

22 www.arcaelectronica.com/blogs/tutoriales/modulo-gsm-gprs-sim800l
https://cdmxelectronica.com/producto/sim800l-modulo

2.8 Lector de RFID-Tag
Figura 2.11. Lector de RFID - Tag

Fuente: https:// electronica.com/producto/

Descripción del producto:
Es un lector integrado RFID UHF de alto rendimiento. Está diseñado sobre propiedad
totalmente auto-intelectual.
Basado en un algoritmo de procesamiento de señal digital eficiente patentado, admite
una operación rápida de lectura / escritura de etiquetas con una alta tasa de
identificación.
Se puede aplicar ampliamente en muchos sistemas de aplicación RFID, como logística,
control de acceso, sistema de control de procesos de producción industrial.23

23https://www.kimaldi.com/productos/sistemas_rfid/lector

 Lector de largo alcance:
 Rango de frecuencia: 902MHz ~ 928MHz o 865MHz ~ 868MHz
 Protocolo: ISO18000 6C Gen 2
 Método de funcionamiento: FHSS o frecuencia fija
 Antena: polarización lineal 12DBI
 Suavidad de potencia: <0.5DB
 Rango de potencia de RF: 0 ~ 30dBm (ajuste por software)
 Kit de desarrollo: C, C ++, C #, JAVA SDK
 Identificar tiempo de etiqueta: <10 ms (etiqueta única)
 Distancia de lectura: 15-20 m
 Interfaz de comunicación: Wiegand, RS232, TCP / IP
 Fuente de alimentación: DC7.5V-12V, 3A
 Potencia de la antena: 1 W
 Dimensión: 450 * 450 * 50 mm
 Peso: 5kg
Temperatura de trabajo: -45 ℃ a 65 ℃
 Temperatura de almacenamiento: -30 ℃ a 75 ℃
2.9 Arduino
Figura 2.12.Arduino

Fuente: https:// electronica.com
Arduino es una plataforma de creación de electrónica de código abierto, la cual está
basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y
desarrolladores. Esta plataforma permite crear diferentes tipos de microordenadores de

una sola placa a los que la comunidad de creadores puede darles diferentes tipos de uso
ver fig.2.12.
2.10 Servidor
Figura 2.13. Servidor (laptop Hp)

Fuente:https://intercompras.com/p/laptop-hp

Hewlett-Packard (NYSE: HPQ), más conocida como HP, fue una empresa de
tecnología estadounidense, con sede en Palo Alto, California. Fabricaba y
comercializaba hardware y software además de brindar servicios de asistencia
relacionados con la informática. La compañía fue fundada en 1939 por William Hewlett
y David Packard, y se dedicaba a la fabricación de instrumentos de medida electrónica y
de laboratorio.24
2.11 Python
Python es un lenguaje de programación multiparadigma. Esto significa que más que
forzar a los programadores a adoptar un estilo particular de programación, permite

24 https://com/p/laptop-lenovo-v330-14arr-amd-ryzen-2500u-8gb-256gb-ssd-windows
https://intercompras.com/p/laptop-hp
https://es.wikipedia.org/wiki/Bolsa_de_Nueva_York
http://www.nyse.com/quote/XNYS:HPQ
https://es.wikipedia.org/wiki/HP_Inc.
https://es.wikipedia.org/wiki/Palo_Alto
https://es.wikipedia.org/wiki/California
https://es.wikipedia.org/wiki/Hardware
https://es.wikipedia.org/wiki/Software
https://es.wikipedia.org/wiki/Servicio_(econom%C3%ADa)
https://es.wikipedia.org/wiki/Inform%C3%A1tica
https://es.wikipedia.org/wiki/1939
https://es.wikipedia.org/wiki/William_Hewlett
https://es.wikipedia.org/wiki/David_Packard
https://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_programaci%C3%B3n#Paradigma_de_programación

varios estilos: programación orientada a objetos, programación imperativa y
programación funcional.
Una característica importante de Python es la resolución dinámica de nombres; es decir,
lo que enlaza un método y un nombre de variable durante la ejecución del programa
(también llamado enlace dinámico de métodos).
Otro objetivo del diseño del lenguaje es la facilidad de extensión. Se pueden escribir
nuevos módulos fácilmente en C o C++. Python puede incluirse en aplicaciones que
necesitan una interfaz programable.25
2.12 Lenguaje de programación C++
Figura 2.14. Lenguaje de Programación

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B

C++ es un lenguaje de programación diseñado en 1979 por Bjarne Stroustrup. La
intención de su creación fue extender al lenguaje de programación C mecanismos que
permiten la manipulación de objetos. En ese sentido, desde el punto de vista de los
lenguajes orientados a objetos, C++ es un lenguaje híbrido.

25https://es.wikipedia.org/wiki/Python
https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_orientada_a_objetos
https://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_programaci%C3%B3n#Clasificación_por_paradigmas
https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_funcional
https://es.wikipedia.org/wiki/C_(lenguaje_de_programaci%C3%B3n)
https://es.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B
https://es.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B
https://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_programaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Bjarne_Stroustrup
https://es.wikipedia.org/wiki/C_(lenguaje_de_programaci%C3%B3n)
https://es.wikipedia.org/wiki/Objeto_(programaci%C3%B3n)
https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_orientada_a_objetos

Posteriormente se añadieron facilidades de programación genérica, que se sumaron a
los paradigmas de programación estructurada y programación orientada a objetos. Por
esto se suele decir que el C++ es un lenguaje de programación multiparadigma.26
2.13 SQLite
Figura 2.15. SQLite

Fuente: https://es.wikipedia.org/

SQLite en general, es una base de datos server-less que se puede utilizar en casi todos
los lenguajes de programación, incluido Python. Server-less significa que no hay
necesidad de instalar un servidor separado para trabajar con SQLite para que pueda
conectarse directamente con la base de datos.
SQLite es una base de datos liviana que proporciona un sistema de administración para
bases de datos relacionales y sin mucha configuración.27

26https://es.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B
27https://es.wikipedia.org/wiki/SQLite
https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_gen%C3%A9rica
https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_estructurada
https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_orientada_a_objetos
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lenguaje_de_programaci%C3%B3n_multiparadigma&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/

CAPÍTULO III
3 INGENIERÍA DEL PROYECTO
3.1 Parámetros de Diseño
Para este proyecto los parámetros que se tomara en cuenta serán los siguientes, como ser
los puntos de control, distancia entre puntos y la lectura de tag.
 El proyecto costara de cinco puntos de control tanto como de ida y de vuelta.
 La distancia que existirá entre estos puntos de control no deberá exceder los
cinco kilómetros.
 La lectura que se realizara a cada vehículo será por radio frecuencia (RFID).
3.2 Arquitectura del Proyecto
Se presentara el diagrama de componentes de la arquitectura del prototipo que nos
permitirá visualizar de una manera adecuada las conexiones y relaciones entre ellas ver
fig.3.1.
Figura 3.1. Diagrama de componentes

Fuente: (elaboración propia)

3.3 Teoría de Control
Los sistemas RFID se basan en la identificación por radiofrecuencia, más conocida por
sus siglas RFID (Radio Frequency Identification).
Su base es la identificación de objetos mediante la lectura a distancia de un identificador
único almacenado en un dispositivo ubicado en una etiqueta, tarjeta u otro dispositivo.
Estos dispositivos están compuestos por una antena y por un microchip que es capaz de
almacenar la información referida al identificador (ID), tiene también la capacidad de
transmitirla a través de su antena dicha información.

3.4 Boceto Conceptual Esquemático Prototipo y Revisión Esquemática
Se diseñara la arquitectura del prototipo, señalando las conexiones de los componentes
electrónicos que se utilizara y que puertos serán utilizados además de poder observar que
frecuencias que protocolos de comunicación emplean los dispositivos electrónicos para
comunicarse ver fig.3.2.
Figura 3.2. Diagrama de componentes del lector

Fuente: (Elaboración propia)

3.5 Diagrama de secuencias del lector con MCU
Componentes a utilizar.
Figura 3.3. Diagrama del Secuencia Lectura Tag. Implementado con en MCU

Fuente: (Elaboración propia)

3.6 Diagrama General de Bloques del Sistema
La elaboración del siguiente diagrama de bloques nos servirá para ver el proceso de la
secuencia de verificación de tag. Ver fig.3.4.

Figura 3.4. Diagrama de bloques del sistema

Fuente: (Elaboración propia)

3.7 Recopilación de Requerimientos
Recopilación de requerimientos para las características del prototipo del proyecto que
cuentan con las siguientes descripciones:
 Lectura de código de Tag. RFID correspondiente a vehículo del transporte
público.

 Envió de los Códigos de los Tag Rfid servidor vía wifi.
 Validación de código de Tag RFID.
 Almacenamiento de código de Tag RFID, hora y fecha de la lectura.
 Registro de vehículos, transportista y el Tag RFID Vinculados.
 Registro de paradas dentro de una rutas.
 Registro de horarios por los que debe pasar un móvil en cada paradas dentro de
una ruta.
 Verificar en cada lectura si se cumple los horarios establecidospara la parada en
la ruta correspondiente.
 En caso de retraso realizar una llamada de atención y/o mandar un SMS de alerta
al celular del conductor.
3.8 Identificación de Componentes de Hardware y Software
Se realizara la identificación de los siguientes componentes electrónicos y de software
en los siguientes subtítulos.
3.8.1 Identificación de Componentes de Hardware (prototipo)
Los siguientes componentes cumplen con las condiciones mínimas y necesarias para
desarrollar el proyecto y que tienen la funcionalidad que el Control de Rutas del
Transporte Público necesita.
Componentes Descripción
Microcontrolador PIC
16f877a
Su función es la de automatizar procesos y procesar
información para la integración de los diferentes
componentes.
Módulo RFID RC522 Proporciona la identificación por radio frecuencia que es
enviada al servidor, para su interpretación
Tag RFID Poseen el chip que contiene el código RFID
Módulo WIFI ESP8266 Proporciona la conectividad a la red Wifi para enviar el
Código RFID al servidor

LDC 2x16
Proporciona un interface gráfico para interactuar con el
MCU
Regulador De Voltaje
Para Protoboard
Proporciona la tensión necesaria para alimentar el
módulo Wifi y módulo RFID que es de 3.3 voltios.

3.8.1.1 Componentes para realizar o mandar SMS
Los siguientes componentes para realizar la alerta al conductor será un Sim-800L que
mandara un mensaje por SMS y cumplirá para desarrollar el proyecto, que tienen la
funcionalidad que el Control de Rutas del Transporte Público que necesita en caso de
retraso del conductor.
3.8.2 Identificación de Componentes de Software
Los dispositivos de Hardware requieren de ciertas librerías y aplicaciones de software
para poder interactuar entre ellas. Es por ello que a continuación se describirá en la
siguiente tabla lo necesario para el proyecto.
Componentes Descripción
Python Lenguaje de programación que es base para soportar todas
las librerías, para procesar los datos.
RC522.h Librería de PIC para interactuar con el módulo RFID
RC522
CCS C Compiler Es un entorno de desarrollo integrado (IDE) para
desarrollar aplicaciones para procesadores integrados.
Serial Port Monitor Serial Port Monitor es una utilidad profesional y potente de
sistema para monitoreo de puertos RS232/422/485. COM
monitor muestra, registra y analiza toda la actividad de
puerto serie de un Sistema.
PICkit 3(Software) Es el programa que viene con el grabador PICkit 3 es el que
https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=es&prev=search&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.m.wikipedia.org/wiki/Integrated_development_environment&xid=17259,15700021,15700043,15700186,15700190,15700253,15700256,15700259&usg=ALkJrhhxPnitltLLMnFMfFAXSVMlfIKvsA

importa el código a grabar y lo envía al PICkit 3 para que
este proceda con la grabación de este código Hexadecimal.
SQLite SQLite es un sistema de gestión de bases de datos relacional
compatible con ACID, contenida en una relativamente
pequeña biblioteca escrita en lenguaje de programación C

3.9 Integración de Placa de Desarrollo y Periféricos (prototipo)
En la siguiente imagen se puede observar la integración del circuito ver fig.3.5.
Figura 3.5. Integración prototipo.

Fuente: (Elaboración propia)

3.10 Desarrollar Software MCU PIC
Desarrollar software del Prototipo
En el desarrollo del software se utilizó las herramientas CCS C Compiler y Serial Port
Monitor, y se incluirá las bibliotecas rc522.h para manejar el Modulo RFID, lcd.c que
nos ayudara a mostrar información relevante en el Didpley LCD 16x2.
3.10.1 Librería <main.h>
Aquí en esta librería establecemos la configuración de trabajo del PIC16f877a.
Figura 3.6. Configuración de trabajo.

Fuente: (Elaboración propia).

 #include <16F877A.h>: Incluye la biblioteca que contiene todas las
características del PIC16F877A para el CCS.
 #device ADC=10:Configurar el ADC incorporado para leer números de 10 bits
 PUT: Habilita el Power Up Timer, tiempo de espera para estabilización de
alimentación
 BROWNOUT: Restablecer cuando se detecta un apagón.
 NOLVP: No se utiliza la configuración de baja tensión, B3 (PIC16) o B5
(PIC18) para E/S.
 NOCPD: Deshabilita la protección de lectura de la memoria eeprom.

 NOWRT: Sin protección contra escritura.
 NOPROTECT: Deshabilita la protección de lectura de código de programa.
 Delay(crystal=20000000): Establece el uso de un Cristal de 20MHz
3.10.2 Código del software del MCU PIC
Figura 3.7. Definición de librerías y pines

Fuente: (Elaboración propia).

Esta es la cabecera del software donde establecemos los llamados a librerías, y
definimos los pines de comunicación para Display y el módulo RFID, a su vez
habilitamos la comunicación serial RS323 por hardware, y establecemos la velocidad de
transferencia ver fig.3.7.
Figura 3.8. Definición TIMER2

Fuente: (Elaboración propia).

Aquí se inicializa el TIMER2 e implementa el métodoTIMER2_isr(void) que servirá de
temporizador.
Figura 3.9. Función sendAtComando(char*,int16 )

Fuente: (Elaboración propia).

Se implementa la función sendAtComando(char*,int16 ) que envía los comandos AT al
módulo Wifi por el puerto serial, y espera una respuesta para luego buscar en ella una
sub cadena “OK” , verificando así que el comando se recibió y se procesó correctamente
por el módulo Wifi. La lectura del puerto serial se realiza con la función getc() que
devuelve solo un carácter a la vez.

Figura 3.10. Función conectWifi

Fuente: (Elaboración propia).

La función conectWifi() es la que establece la conexión del módulo Wifi con el servidor
en colaboración con la función sendAtComando que envía los comandos AT en un
orden especifico, verificando en cada envío si se realizó correctamente hasta establecer
la conexión que será persistente. Los comandos que se envían establecen el modo de
trabajo del módulo Wifi, el nombre de la red, el password de la red, el tipo de conexión
y el puerto del servidor al que se conectara.

Figura 3.11. Función mensaje (char*, char*, char*)

Fuente: (Elaboración propia).

El método mensaje (char*, char*, char*) envía el comando
“AT+CIPSTART=0,”TCP”,”192.168.1.6;9999” que le indica al módulo Wifi el tipo de
conexión, el IP del servidor y el puerto del servidor al que se debe conectar, para luego
obtener la longitud de cadena del código del Tag RFID que se obtiene desde el método
main() para concatenarlo con el comando AT “AT+CIPSEND=0,” y enviarlo al módulo
Wifi para indicarle la longitud de la cadena que se va enviar al servidor a continuación
se envía el código del Tag RFID al servidor ver fig.3.12.

Figura 3.12.Método main().

Fuente: (Elaboración propia).

En el método main() se inicializa el módulo RFID con el método MFRC522_Init(),
también se inicializa el Display LCD con el método lcd_init(), se establece la conexión
con el método conectWifi() y luego se establece un bucle en el que se espera la lectura
de un Tag RFID con la función MFRC522_isCard(&TagType) y si esta función
devuelve true se procede a la lectura del búfer del módulo RFID con la función
(MFRC522_ReadCardSerial (&UID) y llamara a la función mensaje(char*,char*,char*)
enviando como parámetro la cadena obtenida, la cual será procesada por este método
para luego ser enviada al servidor vía Wifi.

3.11 Compilación
Luego de compilar el código se genera un código Hexadecimal el lenguaje máquina que
se debe cargar al MCU 16f877a como se puede observar en la siguiente figura 3.13.y
Anexos B.
Figura 3.13. Compilación en CCS Compiler.

Fuente: (Elaboración propia).

3.12 Grabado del MCU PIC16F877a y Depuración
El PICkit 3 utilizamos para grabar el código Hexadecimal en el MCU 16F877a.