Universidad Veracruzana
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UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INSTRUMENTACION´ ELECTRONICA´ Sistema de Portero Electr´onico Utilizando la Tarjeta de Desarrollo Pandaboard y Comunicaci´on con Smartphones TESIS Que para obtener el grado de Maestro en Ingenier´ıa Electr´onica y Computaci´on Presenta Abel Porfirio Ochoa Aguilar Director de la tesis: Dr. Agust´ın Gallardo del Angel´ Co-Director de la tesis: Ph.D(C) Jorge Eduardo P´erez-J´acome Friscione Xalapa-Enr´ıquez, Ver. Enero, 2014 ii iv Agradecimientos Cuando decides algo de forma consciente por mucho tiempo, esa idea se graba en el subconsciente, s´ıa esa idea le das fuerza con fe, esfuerzo y dedicaci´on, el universo guiar´atu camino hasta conseguirlo; a tu alrededor coincidir´as con personas que apoyaran tu esfuerzo, que allanar´an tu camino y te ayudar´an a superar los obst´aculos. A pesar de los tropiezos, vivencias y experiencias adquiridas durante el tiempo de mis estudios en la maestr´ıa, me d´ıcuenta que existen personas que sin conocerte, pueden extenderte la mano sin pedir nada a cambio; en algunos de esos momentos cre´ı no merecerlo, le pido a Dios que todo lo bueno que me dieron se les multiplique; en esta etapa de mi vida s´ıalgo he aprendido es por lo menos a dar las gracias de todo coraz´on. Mis padres me ense˜naron a tener fe, a no bajar los brazos ni la cabeza a pesar de las situaciones, a aceptar que a veces se requiere pedir ayuda y no or eso perdemos dignidad, sobre todo a dar gracias por la misma. Gracias por motivarme a seguir adelante en mis estudios, este logro tambi´en es suyo. A Luz del Carmen, mi esposa, le agradezco todo el apoyo que me ha dado desde que nos conocimos, al igual que su esfuerzo y dedicaci´on con nuestros hijos. Agradezco la gran lecci´on que me dio durante el embarazo y nacimiento de nuestro hijo, a pesar de todo, inclusive de poner en riesgo su vida con tal de dar vida, nunca se dio por vencida; eso para m´ıes inalcanzable. A mi hija Amairani agradezco su amor, a pesar de no dedicarle mucho tiempo en esta etapa, tal vez sin comprenderlo, pero siempre me ha sonre´ıdo y me ha dado su amor y cari˜no. Tu inteligencia y capacidad de an´alisis abrir´an muchas puertas en tu vida, en verdad deseo que en el camino que tomes siempre exista la felicidad. A mi hijo Adael Sebasti´an, desde que nos enteramos que estabas en este mundo no hiciste otra cosa m´as que luchar por tu vida y ese regalo nos trajo felicidad a todos los que te rodeamos; hijo despu´es de lo que lograste junto a tu mami, se que en tu vida llegaras hasta donde quieras, tienes una fuerza de voluntad impresionante. A mi Director de Tesis, Dr. Agust´ın Gallardo del Angel,´ a mi Co-Director de Tesis, Dr. Jorge Eduardo P´erez-J´acome Friscione; agradezco enormemente su apoyo y dedicaci´on para la realizaci´on del proyecto, sin ustedes este sue˜no no podr´ıa haberse convertido en realidad. Con su ejemplo y motivaci´on no me quedo otro camino m´as que intentar seguir sus consejos para llegar a la meta. Muchas gracias. Al Dr. Roberto Casta˜neda Sheissa, usted me ense˜no que no hay coincidencias en la vida, que no existen obst´aculos que no se puedan superar, que si la idea es firme y se apoya con esfuerzo, el universo conspira para conseguirse; muchas gracias por sus consejos, apoyo y ejemplo. A los miembros del comit´erevisor de la tesis, gracias por sus comentarios y correcciones para lograr este documento, gracias por el enorme apoyo que me otorgaron. Gracias tambi´en al personal acad´emico de la Maestr´ıa, por compartir sus conocimientos en las materias que curs´e, quisiera haber tenido m´as tiempo para aprovechar su preparaci´on y experiencia. Gracias tambi´en a mis compa˜neros y amigos de estudios, sin el trabajo en equipo no habr´ıa sido posible avanzar en mis estudios. Donde quiera que se encuentren les deseo lo mejor. De manera particular, agradezco el apoyo recibido por el Mtro. Isa´ıas San Gabriel Colorado y el Lic. Rodrigo Javier Ruiz L´opez, quienes me brindaron un gran apoyo durante la maestr´ıa, al igual, para poder concluir la tesis. Dios, sin ti nada hubiera sido posible, para m´ı, estas en todas y cada una de las personas que hice menci´on, porque s´eque estas guiando mi vida, que cuidas mis pasos y de todos los que me rodean. GRACIAS v vi Resumen El presente trabajo muestra c´omo es posible la integraci´on de tecnolog´ıa m´ovil, una tarjeta de harware multiprop´osito y una simple c´amara web para implementar un sistema que utilice la red de Internet para transmitir informa- ci´on de forma remota con un tiempo de respuesta de pocos segundos. En la actualidad, se tiene una gran apertura en el uso de tecnolog´ıas que fa- cilitan las labores cotidianas en trabajos, investigaciones, escuelas e inclusive en los hogares. Mediante el uso de Smartphones se integran funciones variadas que permiten tomar fotograf´ıas, escuchar musica, ver v´ıdeos, llevar a cabo video- conferencias y realizar llamadas entre dos o m´as usuarios de tel´efonos m´oviles o fijos. En este proyecto se desarrollar´aun sistema mediante el cual un usuario que cuente con un Smartphone pueda darse cuenta de qui´en esta tocando el timbre de su domicilio, utilizando una aplicaci´on que recibe una imagen directamente de una c´amara web conectada a una tarjeta de desarrollo dedicada a sensar el timbre, de tal manera que cuando el timbre sea oprimido la tarjeta utilice la c´amara para obtener una fotograf´ıay a trav´es de una conexi´on a la red de Internet la haga llegar al Smartphone. En el presente documento se mostrar´an los procesos de creaci´on del sistema de Portero Electr´onico, as´ıcomo las consideraciones que se tomaron en cuenta para elegir el software, hardware y recursos necesarios para lograr la finalidad del proyecto, de tal manera que este texto sirva como herramienta en alg´un otro proyecto que requiera de las funciones que aqu´ıse llevan a cabo. vii viii RESUMEN ´Indice general Resumen VII 1. Introducci´on 1 1.1. Historia ............................... 1 1.2. Problem´atica ............................ 2 1.3. Propuesta .............................. 2 1.4. Organizaci´ondeltrabajo . 3 2. Hardware 5 2.1. Pandaboard ............................. 5 2.2. C´amaraweb............................. 10 2.3. Smartphone ............................. 11 3. Software 15 3.1. SistemaOperativo ......................... 15 3.1.1. Ubuntu ........................... 16 3.1.2. Android ........................... 19 3.2. Almacenamientoenlanube . 22 3.2.1. GoogleDrive ........................ 24 3.2.2. Grive............................. 25 3.2.3. Instalaci´on de Grive . 27 3.3. QtyQtCreator........................... 29 3.3.1. Qt .............................. 30 3.3.2. QtCreator ......................... 30 3.4. APPInventor ............................ 33 3.4.1. Uso de OAuth 2.0 para acceder a las API de Google . 34 3.4.2. Aplicaciones de servidor Web . 37 3.4.3. Aplicaci´on del proyecto . 37 4. Pruebas 43 4.1. Medicionesdetiempo........................ 43 ix x ´INDICE GENERAL 4.2. Repetibilidad . 45 4.3. Integraci´ondelsistemacompleto . 46 5. Resultados y Conclusiones 49 5.1. Resultados.............................. 49 5.2. Conclusiones............................. 51 ´Indice de figuras 2.1. PuertosdelatarjetaPandaboard. 6 2.2. EsquemainternodelatarjetaPandaboard. 7 2.3. PuertosI/OenlatarjetaPandaboard. 9 2.4. C´amaraweb. ............................ 11 2.5. Smartphoneutilizadoenelproyecto. 13 3.1. Alojamientoenlanube. .. .. 23 3.2. PantalladebienvenidadeQtCreator. 31 3.3. Pantalla de aplicaci´on de c´amara desarrollada en Qt Creator. 32 3.4. Pantalla de dise˜no de aplicaci´on en App Inventor. 34 3.5. Pantalla de programaci´on en bloques en App Inventor. 35 3.6. Proceso de autentificaci´on Web de OAuth 2.0. 38 3.7. Pantalla de inicio de la aplicaci´on. 39 3.8. AccesoacuentadecorreodeGmail. 39 3.9. Permisoparausaraplicaci´on. 40 3.10. B´usqueda de la ´ultima imagen registrada. 41 3.11. Ultima´ imagen registrada en el sistema. 41 4.1. Esquema completo del sistema. 47 5.1. Disipadoradaptadoa latarjetaPandaboard. 50 xi xii ´INDICE DE FIGURAS Cap´ıtulo 1 Introducci´on En este proyecto se busca cubrir la necesidad de saber qui´en toca la puerta de alg´un domicilio o negocio, desde un lugar remoto; para esto se debe contar con conexi´on a Internet tanto en el domicilio como en el dispositivo donde se quiera recibir la informaci´on. En la realizaci´on del proyecto se desarrollaron aplicaciones basadas en software libre utilizando como hardware la tarjeta mul- tiprop´osito Pandaboard y un Smartphone, ´este ´ultimo con sistema operativo Android versi´on 2.3.6. A lo largo del proyecto se describir´ac´omo se puede con- verger con tecnolog´ıas m´oviles y fijas, utilizando como puente el uso de la red de Internet, para solucionar problemas comunes. 1.1. Historia Algo que es parte de la vida cotidiana es atender a cualquier persona que se acerque a tocar la puerta del domicilio; para facilitar esta labor se hizo com´un el uso de timbres, en algunos casos intercomunicadores y en otros sistemas de videovigilancia; estos ´ultimos se utilizan generalmente en empresas privadas. Su funci´on es hacer saber a la persona que habita en el interior del domicilio que alguien est´atocando, cuando se encuentre alejada de la puerta y no le sea posible darse cuenta de una manera directa de este hecho. Cuando no se encuentra nadie en el domicilio en ocasiones se dejan recados o bien se avisa a alg´un vecino; en la actualidad se est´aperdiendo esta costumbre debido a factores como la inseguridad y desconfianza a las personas que nos rodean, esto hace complicado el saber quien toc´oa la puerta y mucho menos en qu´emomento sucedi´o.