Ingeniería en Telemática

Sistema de RED por Radio Frecuencia

Materia: SISTEMAS DE COMUNIACIÓN

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ContenidoMarco teórico.................................................................................................................................2

Introducción a las Redes............................................................................................................2

Redes inalámbricas.....................................................................................................................3

Categorías de redes inalámbricas...............................................................................................3

Comunicación por Radio Frecuencia..........................................................................................4

Introducción...................................................................................................................................5

Tabla de verdad..........................................................................................................................5

Desarrollo.......................................................................................................................................6

Transmisor TX.............................................................................................................................6

Receptor RX................................................................................................................................7

Evidencia fotográfica..................................................................................................................7

Conclusiones..................................................................................................................................9

Referencia bibliográfica..................................................................................................................9

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Sistema de RED por Radio Frecuencia

Marco teórico

Introducción a las Redes

Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

Como en todo proceso de comunicación, se requiere de un emisor, un mensaje, un medio y un receptor. La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el costo.

La estructura y el modo de funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios estándares, siendo el más importante y extendido de todos ellos el modelo TCP/IP basado en el modelo de referencia OSI. Este último, estructura cada red en siete capas con funciones concretas pero relacionadas entre sí; en TCP/IP se reducen a cuatro capas. Existen multitud de protocolos repartidos por cada capa, los cuales también están regidos por sus respectivos estándares.

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Redes inalámbricas

Las redes inalámbricas se basan en un enlace que utiliza ondas electromagnéticas (radio e infrarrojo) en lugar de cableado estándar. Hay muchas tecnologías diferentes que se diferencian por la frecuencia de transmisión que utilizan, y el alcance y la velocidad de sus transmisiones.

Las redes inalámbricas permiten que los dispositivos remotos se conecten sin dificultad, ya se encuentren a unos metros de distancia como a varios kilómetros. Asimismo, la instalación de estas redes no requiere de ningún cambio significativo en la infraestructura existente como pasa con las redes cableadas. Tampoco hay necesidad de agujerear las paredes para pasar cables ni de instalar porta cables o conectores. Esto ha hecho que el uso de esta tecnología se extienda con rapidez.

Categorías de redes inalámbricas

Por lo general, las redes inalámbricas se clasifican en varias categorías, de acuerdo al área geográfica desde la que el usuario se conecta a la red (denominada área de cobertura):

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Comunicación por Radio FrecuenciaEl término radiofrecuencia (abreviado RF), también denominado espectro de radiofrecuencia, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre 3 kilohercios (KHz) y 300 gigahercios (GHz).1

El hercio es la unidad de medida de la frecuencia de las ondas, y corresponde a un ciclo por segundo.2 Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena.

A partir de 1 GHz las bandas entran dentro del espectro de las microondas. Por encima de 300 GHz la absorción de la radiación electromagnética por la atmósfera terrestre es tan alta que la atmósfera se vuelve opaca a ella, hasta que, en los denominados rangos de frecuencia infrarrojos y ópticos, vuelve de nuevo a ser transparente.

Las bandas ELF, SLF, ULF y VLF comparten el espectro de la AF (audiofrecuencia), que se encuentra entre 20 y 20. 000 Hz aproximadamente. Sin embargo, estas últimas son ondas de presión, como el sonido, por lo que se desplazan a la velocidad del sonido sobre un medio material. Mientras que las ondas de radiofrecuencia, al ser ondas electromagnéticas, se desplazan a la velocidad de la luz y sin necesidad de un medio material.

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Introducción

La comunicación por radio frecuencia nos permite realizar una pequeña red con un pequeño alcance y cuenta con un solo dispositivo transmisor y 6 dispositivos receptores, los cuales están en un estado de espera para accionarse, cada que el transmisor solicite una petición solo podrá accionarse un solo receptor por turno, para esto se han definidos etiquetas de direccionamiento cada receptor tiene su propia etiqueta y no puede repetirse dentro de la pequeña red.

La topología de la red, es una topología cliente-servidor, donde el transmisor toma el papel de cliente y solicita acciones a los servidores en este caso nuestros receptores, bajo un protocolo de comunicación unidireccional, es decir solo realiza peticiones sin solicitar una respuesta, esto puede provocar que si falla la petición en el otro extremo no sabremos si se ejecutó con éxito.

Para el direccionamiento se han establecido direcciones de 4 bits los cuales nos permite realizar 16 combinaciones (42)=16, de los cuales tomaremos 8 combinaciones para el direccionamiento, donde este el bit más significativo encendido. El resto simplemente nos permitirán realizar acciones solicitadas por el cliente.

Tabla de verdad

Indica que Activar Indica Número de Equipo

Decimal

D3 D2 D1 D0 Operación

0 0 0 0 0 Encender LED1 0 0 0 1 Apagar LED2 0 0 1 0 Encender Zumbador3 0 0 1 1 Apagar Zumbador4 0 1 0 0 N/C5 0 1 0 1 N/C6 0 1 1 0 N/C7 0 1 1 1 N/C8 1 0 0 0 Equipo 0 + Indica9 1 0 0 1 Equipo 1 + Indica10 1 0 1 0 Equipo 2 + Indica11 1 0 1 1 Equipo 3 + Indica12 1 1 0 0 Equipo 4 + Indica13 1 1 0 1 Equipo 5 + Indica14 1 1 1 0 Equipo 6 + Indica15 1 1 1 1 Equipo 7 + Indica

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Desarrollo

Transmisor TX

Para nuestro dispositivo transmisor desarrollaremos una interfaz gráfica desde Processing el cual nos permitirá comunicar con el Arduino transmisor por medio de la comunicación serial, el Arduino tomara las lecturas de nuestra interfaz, procesara la información para posteriormente controlar con facilidad nuestro dispositivo transmisor.

El Arduino transmisor está programado de manera que se encuentre realizando un monitoreo constante sobre la banda de comunicación serial que proviene directamente de la interfaz de Processing.

Una vez procesada la información se enviaran a nuestro dispositivo transmisor ENCODER el cual transmitirá nuestra información por medio de un canal de radio frecuencia.

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Receptor RX

Nuestro dispositivo receptor DECODER recibe las señales de radio frecuencia, el Arduino receptor ira conectado directamente al DECODER, donde tomara lecturas de salida de voltaje que procesara, evaluara y convertirá en un arreglo de 4 bits binarios, estos 4 bits son la parte primordial para el buen funcionamiento de nuestra comunicación ya que estos definirán las acciones a realizar de nuestro Arduino, por ejemplo que Arduino debe responder al llamado y posteriormente que acciones debe realizar como lo es encender un led/apagar, encender un zumbador/apagar.

Evidencia fotográfica

A continuación podemos observar la red en una topología física punto a punto, solo observamos transmisor y receptor.

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A hora observamos nuestro pequeño circuito ya funcionando, recibiendo ordenes de nuestro transmisor, procesando la información recibida para prender nuestro LED AZUL o apagar en su momento.

En la siguiente figura podemos observar la red completa, la cual cuenta con un transmisor y cuatro dispositivos receptores a la espera de su llamado para realizar sus respectivas acciones.

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Conclusiones

La conclusión a la que hemos podido llegar mediante la realización de este proyecto, es que la tecnología avanza a un paso muy acelerado en la actualidad y es indispensable que las instituciones y universidades avancen de la mano junto con esta tecnología, no solo implementándola sino de igual manera mejorándola, no cabe duda que estas tecnologías apoyan mucho a la sociedad y nos ayudan a llevar una vida más cómoda y efectiva, con mejores estándares para la comunicación.

La tecnología RFID (radio frecuencia) quizá hasta la fecha es muy poco conocida por la mayoría de la gente o no es la más utilizada debido al alcance que presenta, por ejemplo esta tecnología es más fácil encontrarla en instituciones que manejan control de acceso por RFID, pero resulta muy útil si le encontramos el uso para sistemas de comunicación a corta distancia.

Sin duda es una tecnología que seguirá en constante evolución y muy pronto seguramente podrá evolucionar y tener alcances a mayor distancia, lo cual nos brindara mayor comodidad, tal vez la encontraremos rondando dentro de varios de los servicios que ocupamos cotidianamente mejorando nuestros servicios de comunicación.

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Referencia bibliográfica

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

http://es.ccm.net/contents/818-redes-inalambricas

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