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DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA EL CONTROL DE LA TRAZABILIDAD DEL GANADO

DAVID LINARES ARAUJO RAÚL ANDRÉS PARRA MORENO

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA –CALI FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SANTIAGO DE CALI

2012

DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA EL CONTROL DE LA TRAZABILIDAD DEL GANADO

DAVID LINARES ARAUJO RAÚL ANDRÉS PARRA MORENO

Trabajo de grado

Director David Escobar

Ingeniero Electrónico

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA –CALI FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SANTIAGO DE CALI

2012

Nota de Aceptación Aprobado por el comité de grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la “Universidad de San Buenaventura de Cali” para optar el título de ingeniero electrónico.

______________________________ Ing. David Escobar

Director del proyecto

______________________________ Ing. Erika Sarria

Jurado

______________________________ Ing. Oscar Casas

Jurado Santiago de Cali, 15 de junio del 2012

RESUMEN El presente proyecto se realizó en el municipio Santiago de Cali del departamento Valle del cauca durante el periodo comprendido entre el año 2011 - 2012 y en la misma participaron los estudiantes David Linares y Raúl Andrés Parra, el director del proyecto Ingeniero David Escobar y las fuentes de primera mano cómo ingenieros, veterinarios y zootecnistas entrevistados, tomándose como punto central la trazabilidad del ganado y sus requerimientos, de allí que el propósito del presente proyecto consistió en la realización del diseño de un dispositivo electrónico que integre tecnologías RFID, GPS y GPRS para el control de la trazabilidad del ganado en Colombia. Para ello fue necesario establecer los requerimiento que debe tener un dispositivo electrónico que permita un buen nivel de trazabilidad en el proceso de la carne de res, luego se determinaron las características de los componentes (microprocesador, GPS, lector RFID y GPRS) más apropiadas para que el dispositivo sea más eficiente, luego se realizó una propuesta de arquitectura tecnológica que monitoree los estándares requeridos en cada uno de los procesos a los que está sometida la carne vacuna y que por tanto contribuya a la calidad, y finalmente se desarrolló un prototipo electrónico para el control de la trazabilidad.

SUMMARY This project was conducted in the municipality of Santiago de Cali Valle del Cauca department during the period between the years 2011 - 2012 and it involved students David and Raul Linares Andrés Parra, the Project director is the Engineer David Escobar and firsthand sources how engineers, veterinarians and animal scientists interviewed, taking as central the traceability of livestock and their requirements, hence the purpose of this project was the realization of the design of an electronic device that integrates RFID, GPS and GPRS for the control of the traceability of bovine livestock in Colombia. It was necessary to establish the requirement that must have an electronic device that allows a good level of traceability in the process of beef, then determined the characteristics of the components (microprocessor, GPS, RFID and GPRS) most appropriate for the efficient of the device, then made a proposal for technology architecture to monitor the standards required in each of the processes that are subject beef and therefore contribute to the quality, and finally developed a prototype electronic control traceability.

GLOSARIO Amperaje: intensidad de una corriente eléctrica, medida en amperios. Canal o carcasa: es el cuerpo del animal sacrificado, sangrado, desollado, eviscerado, sin cabeza ni extremidades. La canal es el producto cárnico primario; es un paso intermedio en la producción de carne, que es el producto terminado. La canal es un continente cuyo contenido es variable y su calidad depende fundamentalmente de sus proporciones relativas en términos de hueso, músculo y grasa. (Máximo de carne, mínimo de hueso y óptimo de grasa). Cristal oscilador: es utilizado como componente de control de la frecuencia de circuitos osciladores convirtiendo las vibraciones mecánicas en voltajes eléctricos a una frecuencia específica. Esto ocurre debido al efecto "piezoeléctrico". FDX: (Full DuplexSystem): la señal de retorno comienza en cuanto la señal de interrogación empieza a recibirse y el condensador empieza a cargarse. FEDEGAN: Federación colombiana de ganaderos. Frecuencia: es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. Según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en hercios (Hz). Ganadería: es una actividad económica de origen muy antiguo que consiste en el manejo de animales domesticables con fines de producción para su aprovechamiento. GPS: el SPG o GPS (Global Positioning System: sistema de posicionamiento global) o NAVSTAR-GPS es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y actualmente operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. GPRS: (General Packet Radio Services) es una técnica de conmutación de paquetes, que es integrable con la estructura actual de las redes GSM. Esta tecnología permitirá unas velocidades de datos de 115 kbs. Sus ventajas son múltiples, y se aplican fundamentalmente a las transmisiones de datos que produzcan tráfico "a ráfagas", es decir, discontinuo. Por ejemplo, Internet y mensajería.

Puede utilizar a la vez diversos canales, y aprovechar los "huecos" disponibles para las transmisiones de diversos usuarios. Por ello, no necesitamos un circuito dedicado para cada usuario conectado. De esta forma desaparece el concepto de tiempo de conexión, dejando paso al de cantidad de información transmitida: El cliente podrá ser facturado por los paquetes realmente enviados y recibidos. El ancho de banda podrá ser entregado bajo demanda, en función de las necesidades de la comunicación. En cuanto a los cambios que supone, las redes GSM deben implementar una serie de nuevos equipos y cambios Hardware y Software, tanto en la parte radio como en la parte de conmutación. HDX: (HalfDuplexSystem): la señal de retorno comienza tan sólo después de que se ha recibido el fin de la señal de interrogación y el condensador de alimentación se ha cargado completamente. HF: High Frequency (Alta frecuencia). I/O: (input/output) Entradas/Salidas. LF: Low Frequency (Baja frecuencia). Li-Ión: es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito, una sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. Memoria: dispositivo, o sistema, dedicado a almacenar datos. Microprocesador: (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogía como el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador. Open-source: código abierto es el término con el que se conoce al software distribuido y desarrollado libremente. Pixel: es un término que proviene del inglés pixel: este vocablo es un acrónimo entre pix (forma coloquial de referirse a picture, “imagen”) y element (“elemento”). El concepto se utiliza en la informática para hacer referencia a la superficie homogénea más pequeña de las que componen una imagen. El píxel, por lo tanto, es la menor unidad homogénea en color que forma una imagen digital. Al ampliar una de estas imágenes a través de un zoom, es posible

observar los píxeles que dan forma a la imagen. Aparecen ante la vista como pequeños cuadrados o rectángulos en blanco, negro o matices de gris. Processing: es un lenguaje de programación y entorno de desarrollo integrado de código abierto basado en Java, de fácil utilización, y que sirve como medio para la enseñanza y producción de proyectos multimedia e interactivos de diseño digital. PWM: la modulación por anchura de pulsos (ó PWM, del inglés pulse-widthmodulation) es una técnica de modulación en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica para, entre otras cosas, variar la velocidad de un motor. Resina Epoxi: Una resina epoxi o poliepóxido es un polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o «endurecedor». Las resinas epoxi más frecuentes son producto de una reacción entre epiclorohidrina y bisfenol A. RFID: (siglas de Radio Frequency IDentification, en español identificación por radiofrecuencia) es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto 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 (automatic identification, o identificación automática). RS232: (Recommended Standard 232, también conocido como Electronic Industries Alliance RS-232C) es una interfaz que designa una norma para el intercambio de una serie de datos binarios entre un DTE (Equipo terminal de datos) y un DCE (Data Communication Equipment, Equipo de Comunicación de datos), aunque existen otras en las que también se utiliza la interfaz RS-232. Sensor: un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. SINIGAN: sistema nacional de identificación e información del ganado bovino. Sistemas embebidos: son dispositivos usados para controlar equipos, operación de maquinarias o plantas industriales completas. El término “embebido” (también se lo conoce como “incrustado” o “embutido”) está caracterizando que esos circuitos integrados son una parte integral del sistema en que se encuentran. Lo interesante de que un sistema sea “embebido” es que puede estar de tal forma

incrustado, puede quedar tan oculto a nuestros ojos, que la presencia de tales “chips” no resulte nada obvia a quien lo mira. Tag: rótulo, etiqueta, identificador. Conjunto de bits o de caracteres que identifica diversas condiciones acerca de los datos de un archivo, y que se encuentra frecuentemente en los registros de encabezamiento de tales archivos. Trazabilidad: es el registro de todos los elementos referidos a la historia del animal, desde el nacimiento hasta el final de la cadena de comercialización, es decir hasta el consumidor final. Trama informática: la trama alude al enlace interno entre los distintos elementos que componen un todo. Es utilizado el término en varios sentidos. En informática se conoce la trama como el paquete de datos, que son los paquetes o grupos de información, de tamaño pequeño, que se transmiten por Internet. TTL: es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, "lógica transistor a transistor". Es una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales y los elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares. UART: (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter). es un chip de ciertos sistemas digitales cuyo principal objetivo es convertir los datos recibidos en forma paralela, a forma serial, con el fin de comunicarse con otro sistema externo. También realiza el proceso inverso. UDP/TCP: UDP UserDatagramProtocol proporciona un nivel no fiable de transporte de datagramas, ya que añade muy poca información sobre los mismos (8 bytes, frente a los 20 bytes que vimos en el protocolo TCP). La primera consecuencia de esto es que por cada paquete enviado se envía una mayor cantidad de datos, pero también al reducir la información y comprobaciones de estos se aumenta la velocidad a la que se transfieren. El protocolo TCP: Transport Control Protocol proporciona un transporte fiable de flujo de bits entre aplicaciones. Se utiliza para enviar de forma fiable grandes cantidades de información, liberando al programador de aplicaciones de tener que gestionar la fiabilidad de la conexión (retransmisiones, pérdidas de paquetes, orden en que llegan los paquetes, duplicados de paquetes...), encargándose el propio protocolo de su gestión. Wiring: es un hardware de código abierto de plataforma para la creación de prototipos de electrónica compuesta por un lenguaje de programación, un entorno de desarrollo integrado (IDE), y un solo microcontrolador en la board.

TABLA DE CONTENIDO

Pág. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3 1. TRAZABILIDAD DEL GANADO .......................................................................... 8 1.1 NORMATIVIDAD ............................................................................................... 8 1.2 DEFINICIÓN TRAZABILIDAD ........................................................................... 8

1.3 ETAPAS ............................................................................................................ 9 1.3.1 Crianza en el campo....................................................................................... 9 1.3.1.1 Número ID del animal. ................................................................................ 9

1.3.1.2 Fecha de nacimiento. .................................................................................. 9 1.3.1.3 Edad ............................................................................................................ 9

1.3.1.4 Raza. ........................................................................................................... 9 1.3.1.5 Sexo. ......................................................................................................... 11 1.3.1.6 Peso .......................................................................................................... 11

1.3.1.7 Vacunas. ................................................................................................... 11 1.3.1.8 Enfermedades ........................................................................................... 12

1.3.1.9 Propietario. ................................................................................................ 15 1.3.1.10 Ubicación. ................................................................................................ 15

1.3.1.11 Movimientos ............................................................................................ 16 1.3.1.12 Muerte accidental o prematura. ............................................................... 16 1.3.2 Transporte en pie. ........................................................................................ 16 1.3.3 Matadero. ..................................................................................................... 18 1.3.3.1 Recepción de animales. ............................................................................ 18

1.3.3.2 Inspección ante mortem. ........................................................................... 18 1.3.3.3 Asignación de etiquetas ............................................................................ 18 1.3.3.4 Inspección post mortem. ........................................................................... 18

1.3.3.5 Almacenamiento refrigerado. .................................................................... 19 1.3.4 Transporte refrigerado. ................................................................................. 19 1.3.5 Comercialización. ......................................................................................... 20 1.4 PROBLEMAS EN LAS DIFERENTES ETAPAS .............................................. 20

1.4.1 Variables para solucionar los problemas de las etapas …………………..21 2. TECNOLOGÍA PROPUESTA ............................................................................ 23

2.1 GPS ................................................................................................................. 23 2.1.1 ¿Cómo funciona el Sistema GPS?. .............................................................. 23 2.1.2 Niveles de Servicio GPS .............................................................................. 23 2.1.3 Aplicaciones de los GPS .............................................................................. 24

2.2 GPRS .............................................................................................................. 24 2.2.1 Flujo de datos. .............................................................................................. 24 2.3 RFID ................................................................................................................ 25 2.3.1 Regulación de frecuencias. .......................................................................... 25

2.3.2 Estándar RFID para ganado en Colombia .................................................... 26 2.4 MICROPROCESADOR ................................................................................... 27

2.4.1 Coprocesador Matemático o correctamente la FPU (Unidad de coma flotante). ................................................................................................................ 27

2.4.2 Los registros ................................................................................................. 28 2.4.3 La memoria .................................................................................................. 28 2.4.4 La memoria cache ........................................................................................ 28

2.4.5 Puertos ......................................................................................................... 28 2.4.6 Buses del sistema ........................................................................................ 28

2.4.6.1 Bus de datos ............................................................................................. 28 2.4.6.2 Bus de direcciones ................................................................................... 28 2.4.6.3 Bus de control ........................................................................................... 28

2.5 SENSOR DE TEMPERATURA ....................................................................... 28

3. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN ELECTRÓNICA .............................................. 30

3.1 REQUERIMIENTOS ........................................................................................ 30 3.2 COMPONENTES ESCOGIDOS ...................................................................... 30 3.2.4 Lector RFID PARALLAX 28140 LF .............................................................. 33 3.2.4.1 Características .......................................................................................... 33 3.2.5 Lecto-escritor MIFARE RFID HF SL025B. ................................................... 34

3.2.5.1 Características. ......................................................................................... 35 3.2.6 LM35. ........................................................................................................... 35 3.2.6.1 Características .......................................................................................... 35

3.2.7 Skypatrol TT8750. ........................................................................................ 35 3.2.7.1 Características .......................................................................................... 36 3.2.8 SIM CARD .................................................................................................... 36 3.2.8.1 Plan de datos ............................................................................................ 37

3.3 DIAGRAMA DE CONEXIÓN ........................................................................... 38 3.4 ESQUEMÁTICOS ........................................................................................... 39

4. PRUEBAS REALIZADAS .................................................................................. 55 5. CONCLUSIONES .............................................................................................. 71

6. RECOMENDACIONES ..................................................................................... 72 7. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 73

LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Explicación Trama LLC GPRS ............................................................... 25 Figura 2. Etiqueta tipo botón ................................................................................. 27 Figura 3. Etiqueta tipo caravana ............................................................................ 27 Figura 4. ARDUINO MEGA 2560 .......................................................................... 31

Figura 5. Circuito integrado MAX232 .................................................................... 32 Figura 6. Lector RFID PARALLAX 28140 ............................................................. 33 Figura 7. MODULO MIFARE RFI SL025B............................................................. 34

Figura 8. Dispositivo GPS y GPRS SkyPatrol ....................................................... 36

Figura 9. Diagrama de conexión ........................................................................... 38 Figura 10. Esquemático teclado ............................................................................ 39 Figura 11. Esquemático tarjeta concentradora ...................................................... 40 Figura 12. Diagrama de flujo registro del animal ................................................... 41 Figura 13. Diagrama de flujo subrutina leer tag..................................................... 43

Figura 14. Diagrama de flujo subrutina fecha de nacimiento ................................ 43 Figura 15. Diagrama de flujo subrutina edad......................................................... 44

Figura 16. Diagrama de flujo subrutina raza.......................................................... 45 Figura 17. Diagrama de flujo subrutina sexo ......................................................... 46 Figura 18. Diagrama de flujo subrutina peso ......................................................... 47 Figura 19. Diagrama de flujo subrutina vacunas .................................................. 48 Figura 20. Diagrama de flujo subrutina enfermedades .......................................... 49

Figura 21. Diagrama de flujo subrutina propietario ................................................ 50 Figura 22. Diagrama de flujo subrutina ubicación ................................................. 51 Figura 23. Diagrama de flujo subrutina muerte accidental .................................... 52 Figura 24. Diagrama de flujo subrutina transporte ................................................ 53 Figura 25. Diseño del teclado ................................................................................ 55

LISTA DE CUADROS

Pág. Cuadro 1. Consumo de energía de los componentes según hoja técnica ............ 37 Cuadro 2. Consumo de energía de los componentes según mediciones ............. 37

LISTADO DE ANEXOS

Pág. ANEXO A. MANUAL DEL USUARIO .................................................................... 75 ANEXO B. Foto del prototipo ................................................................................. 86

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INTRODUCCIÓN

Las aplicaciones electrónicas han contribuido con el mejoramiento de los estándares de calidad en diversos servicios. Gracias a estas experiencias, se ha decidido desarrollar un proyecto en el cual se integren múltiples tecnologías, para así optimizar un producto específico, en este caso el manejo y la comercialización de la carne bovina, beneficiando tanto al productor como al consumidor final. La característica principal de este proyecto estaría en la trazabilidad desde el momento de fecundación hasta el matadero, pasando por todas las etapas de desarrollo del animal. El presente trabajo titulado “Dispositivo electrónico para el control de la trazabilidad del ganado” se justifica desde varios puntos de vista: • Desde el punto de vista del mercado y contextual: La industria ganadera en la actualidad es uno de los sectores más dinámicos dentro de la economía nacional, aspecto que ha llevado a desarrollar métodos específicos de información, que permitan introducir productos de mejor calidad en el mercado y establecer pautas a nivel nacional con una visión competitiva dentro de un marco internacional, para ello, se usará la tecnología RFID, GPS y GPRS. A partir de un módulo de datos que comprende el almacenamiento de información específica, en este caso productos cárnicos, se ofrezca una herramienta que pueda integrarse con otros sistemas electrónicos involucrados en la trazabilidad del proceso de crecimiento y maduración del ganado, como también, el proceso de sacrificio y corte del producto, con el fin de establecer un mejoramiento en cuanto a la información de calidad y servicio que obtiene el consumidor final. El desarrollar un dispositivo electrónico que integre tecnologías RFID, GPS y GPRS para el control de la trazabilidad del ganado en Colombia, permite obtener en un solo dispositivo una mayor utilidad, lo que reduce costos y agiliza procesos, ya que al unirlas en un solo hardware, no se necesitarán dispositivos adicionales de lecto-escritura RFID, permitiendo un proceso de identificación más rápido y eficiente. En cuanto a la información que entrega la lectora, es importante resaltar que la utilidad del dispositivo con respecto a su contenido, busca la compatibilidad de sistemas de integración tecnológica como basculas, módulos de transmisión de datos en estándares wifi, GPRS, a través de interfaces estándar como RS485, RS232, Wiegand, Mifare y Ethernet, para que sea integrado en cualquier plataforma y en el caso Mifare, permita el registro de los pastos, tipo, peso por etapa de crecimiento etc.

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• Desde el punto de vista legal: En Colombia se creó la Ley 914 de 2004, donde “se decreta el uso de RFID para el control de ganado”, hasta el momento a esta Ley no se le está dando cumplimiento porque no existe un dispositivo electrónico que controle la trazabilidad del ganado. Mediante la creación e implementación de un dispositivo electrónico con tecnología RFID, GPS y GPRS, se podrá dar cumplimiento a la Ley y se controlará todos los aspectos desde el nacimiento hasta la llegada del producto al consumidor final. Adicionalmente se dará cumplimiento a los estándares internacionales en el manejo de los productos cárnicos, y será una oportunidad para la exportación de los productos colombianos. • Desde el punto de vista económico: El uso del dispositivo electrónico con tecnología RFID, GPS y GPRS, contribuirá a la disminución de los costos de los productores, pues hará que se disminuyan las pérdidas de producto por mala manipulación y por el no cumplimiento de los estándares en cuanto a transporte se refiere. También ayudará a reducir el robo del ganado que se presenta en el país. • Desde el punto de vista académico y profesional: La elaboración del presente trabajo de grado se presenta como un escenario para que los autores pongan en práctica los conocimientos adquiridos en su carrera de ingeniería electrónica. • Desde el punto de vista social y de salud: Al implementar el uso de un dispositivo electrónico para el control de la trazabilidad del ganado, se puede tener mayor control sobre la calidad de la carne (vacunas, temperatura) y por lo tanto reducir enfermedades en humanos que son causadas por el consumo de carne contaminada, como por ejemplo la salmonelosis, brucelosis humana y e.coli0157:H7. El problema de investigación del presente trabajo tiene su origen en que la ganadería en Colombia es uno de los sectores más productivos y que influyen en la economía del País, para proteger este sector se creó la Ley 914 de 2004; en donde “se decreta el uso de RFID para el control de ganado en Colombia”.

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FEDEGAN ha establecido unos estándares para que la calidad del producto sea optimo y van desde el nacimiento hasta la llegada al consumidor final. Dentro de estos estándares se encuentra: las vacunas que deben tener los ejemplares, en el transporte (pie y refrigerado), cuando el ejemplar está vivo, es decir, transporte de pie, debe haber pausas en el transporte correspondientes a intervalos máximos de 8 a 12 horas dependiendo de la temperatura ambiente a la que se le someta. Y cuando el animal es sacrificado y se extrae el producto final, este debe ser transportado a unas temperaturas de 0 y 1 grado centígrado para garantizar su calidad. Dentro del sector ganadero, existen múltiples aspectos relacionados con la información del producto que no se tienen en cuenta por parte del consumidor final, pero que son de un valor determinante cuando se habla de calidad y servicio a nivel empresarial por parte del productor, ante la ejecución de acciones futuras dentro del marco nacional e internacional. Como por ejemplo la información de contenido; frente al Sistema Oficial Inspección, Vigilancia y Control de la Carne, Productos Cárnicos Comestibles y Derivados Cárnicos destinados para el consumo humano, además de los requisitos sanitarios y de inocuidad que se deben cumplir en su producción primaria, beneficio, desposte, desprese, procesamiento, almacenamiento, transporte, comercialización, expendio, importación y exportación. También existen aspectos de seguridad, como lo es, el robo de ganado en Colombia, por lo que se hace indispensable el uso de las tecnologías para la reducción de este problema. El propósito fundamental de la tecnología RFID, es transmitir la identidad única de un objeto mediante ondas de radio. Se trata básicamente de un sistema utilizado para acelerar, controlar y mejorar la calidad de procesos relacionados con la información de insumos y productos dentro de un contexto empresarial. Las tecnologías RFID se agrupan dentro de las denominadas Auto ID (automatic identification, o identificación automática). Su modo de funcionamiento es simple, se componen de una etiqueta RFID, que contiene los datos de identificación del objeto al que se encuentra adherido, la cual 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 RFID. En la actualidad existen varios protocolos, estándares y frecuencias para que la tecnología de RFID funcione. A nivel mundial se trabajan con los siguientes estándares: - 125 kHz (LF - el estándar original).

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- 134.2KHz (LF). - 13,56 MHz (HF - el estándar internacional). La tecnología GPS Global position System, sirve para identificar la posición exacta de un objeto y la Tecnología GPRS General packet radio service, que sirve para el envió de información por paquete de datos. Se propone entonces, el desarrollo de un dispositivo electrónico que integre tecnologías RFID, GPS y GPRS para el control de la trazabilidad del ganado en Colombia, a partir de un módulo de datos que sea compatible con el estándar que se maneja en Colombia (FDX – HDX) y este acorde con régimen internacional, esto, dirigido específicamente al sector ganadero para la administración y control de los productos que ingresan al mercado, con el fin de establecer un mejoramiento en cuanto a la información de calidad y servicio. Formulación del problema ¿De qué manera se puede realizar un dispositivo electrónico que integre tecnologías RFID, GPS y GPRS para el control de la trazabilidad del ganado en Colombia? Sistematización del problema. Para poder darle solución a la anterior pregunta se plantea las siguientes subpreguntas, que al irlas respondiendo se le dará solución a ella:

¿Cómo es el proceso de la carne de res, desde el nacimiento hasta la llegada del producto al consumidor final? ¿Cuáles son los parámetros establecidos para garantizar la calidad del producto?

¿Cuáles son los requerimientos que debe tener un dispositivo electrónico para que contribuya a tener un buen nivel de trazabilidad en el proceso de la carne de res?

¿Cuáles son las características de los componentes para aumentar la eficiencia del dispositivo? Objetivo General. En este trabajo se pretende diseñar e implementar un dispositivo electrónico que integre tecnologías RFID, GPS y GPRS para el control de la trazabilidad del ganado en Colombia. Objetivos específicos. Para realizar el diseño e implementación del dispositivo se van a realizar las siguientes etapas y actividades:

Establecer los requerimientos que debe tener un dispositivo electrónico que permita un buen nivel de trazabilidad en el proceso de la carne de res.

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Determinar las características de los componentes (microprocesador, GPS, lector RFID y GPRS) más apropiadas para que el dispositivo sea más eficiente.

Realizar una propuesta de arquitectura tecnológica que monitoree los estándares requeridos en cada uno de los procesos a los que está sometida la carne vacuna y que por tanto contribuya a la calidad de la trazabilidad.

Desarrollar un prototipo del dispositivo electrónico para el control de la trazabilidad.

El alcance de este proyecto es desarrollar un dispositivo electrónico con tecnología RFID, GPS y GPRS para registrar el perfil de un animal en la trazabilidad del ganado. .

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1. TRAZABILIDAD DEL GANADO

1.1 NORMATIVIDAD La Normatividad vigente que se relaciona con la trazabilidad del ganado en Colombia es: Ley 914 de 2004, se crea el sistema nacional de identificación e información de ganado bovino, SINIGAN, y se implementa la tecnología RFID para adquirir la información del ganado. Decreto 1500 de 2007, se establece el reglamento técnico a través del cual se crea el sistema oficial de inspección, vigilancia y control de la carne, productos cárnicos comestibles y derivados cárnicos destinados para el consumo humano y los requisitos sanitarios y de inocuidad que se deben cumplir en su producción primaria, beneficio, desposte, desprese, procesamiento, almacenamiento, transporte, comercialización, expendio, importación o exportación. Decreto 3149 de 2006, se dictan disposiciones sobre la comercialización, transporte, sacrificio de ganado bovino y expendio de carne en el territorio nacional. 1.2 DEFINICIÓN TRAZABILIDAD La industria ganadera es uno de los sectores más dinámicos dentro de la economía nacional, aspecto que ha llevado a desarrollar métodos específicos de información. Hace unos años se trabajó con un sistema de trazabilidad grupal, pero con la aparición de la “enfermedad de la vaca loca” en el año 1986 en Inglaterra, y con la “enfermedad de Creutzfeldt-Jakob” en el año 1996 en Japón, fue indispensable la implementación de un sistema complementario de trazabilidad individual. Por lo anterior se propone, el desarrollo de un sistema de trazabilidad basado en múltiples tecnologías, como RFID, GPS y Comunicación GPRS, entre otras, con el que se puede seguir la ruta del ganado, desde su origen hasta el punto de destino final, a través de toda la cadena de producción y distribución. Con esta integración, se va a tener un mejor control del ganado, de sus productos y derivados, destinados para el consumo humano, cumpliendo con los requisitos sanitarios y de inocuidad que se deben tener en cuenta en todo el proceso. Los datos, fijos y variables, que se registran en la trazabilidad del ganado se dividen en las siguientes etapas:

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Crianza en el campo

Transporte en pie

Matadero

Transporte refrigerado

Comercialización 1.3 ETAPAS DE TRAZABILIDAD DEL GANADO A continuación se analiza cada una de las etapas. 1.3.1 Crianza en el campo. En la crianza en el campo, se controla el proceso del cruce, el nacimiento, y el engorde, hasta que el animal esté listo para el transporte y su posterior sacrificio. En esta etapa se etiqueta al animal con un tag de frecuencia baja, al cual se le asociará la información como edad, peso, y vacunas que ayuden a tener un mayor control para el desarrollo óptimo. Cada uno de los datos que hacen parte de esta etapa son: 1.3.1.1 Número ID del animal. A cada animal se le asigna un número de serie de forma aleatoria, con esta asignación queda identificado en la etiqueta y en la base de datos, desde que nace, hasta el punto de destino final. Con este número de identificación se puede acceder a toda la información registrada como edad, sexo, raza, peso, vacunas, enfermedades y movimientos de ubicación y propietario. 1.3.1.2 Fecha de nacimiento. Se registra día, mes, año, en el que nace el animal, para determinar la edad del animal. Estos datos los ingresa el usuario por medio de un teclado y los visualiza en un display. 1.3.1.3 Edad. Desde que se registra la fecha de nacimiento, se incrementa la edad de forma automática, este dato se puede visualizar por medio del display, y sirve para mirar el tiempo en que se deben aplicar las vacunas, y para tener la relación edad – peso del animal para el sacrificio. 1.3.1.4 Raza. Es importante tener en cuenta la raza del animal porque varían sus características como el peso, tamaño, e inmunidad a algunas enfermedades. Se clasifican según su origen y cruza. Se registra por medio del teclado y se puede visualizar en el display. Las razas de ganado bovino en Colombia son:

Blanco Orejinegro (BON). Como su nombre lo indica, es de pelo blanco con orejas negras, también se presenta una variación, de pelo blanco con orejas rojizas. Las hembras pesan alrededor de 500Kg, y los machos entre 600Kg y

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800Kg. Se encuentra en la región zona cafetera de clima medio. Es tolerante a la radiación solar y a ectoparásitos, gracias a su piel y mucosas bien pigmentadas. Posee gran fortaleza y un temperamento dócil. Tiene una gran capacidad combinatoria con Cebú, para producir híbridos de excelentes características cárnicas.

Chino Santandereano (CHINO). Se ubica en la zona andina de climas medio y cálido. El color de pelo varía desde amarillo claro hasta rojo oscuro. Tiene la piel negra y las mucosas bien pigmentadas. La hembra adulta alcanza un peso de 487Kg, y el macho un peso de 658Kg. Es utilizado como animal de triple utilidad, para carne, leche y trabajo como animal de carga o tiro. Posee capacidad combinatoria con el Cebú.

Costeño con cuernos (CCC). Es de tamaño mediano, los adultos machos pesan entre 532Kg y 690Kg, las hembras entre 380Kg y 450Kg. El color de pelo varía entre bayo claro y rojo cereza, la pigmentación de la piel es negra o rosada. Se adapta bien a las variadas condiciones de la Costa Norte de Colombia desde tierras muy fértiles, húmedas y planas del valle del rio Sinú, las zonas áridas y onduladas de las sabanas de Bolívar, o las fértiles y secas de las llanuras de Valledupar.

Casanare (CAS). Se ubica en la llanura o sabana inundable de los departamentos de Arauca y Casanare. Es de tamaño pequeño, en edad adulta, su peso varía entre 490Kg y 538Kg. El color de pelo es variado, desde negro hasta amarillo claro. Es de temperamento nervioso, pero supremamente hábil para sobrevivir y reproducirse en condiciones de suelos con extremas sequias e inundaciones, donde los forrajes son de escasa calidad nutritiva.

Hartón del Valle (HARTÓN). Se ubica en el fértil Valle del rio Cauca, de clima cálido y seco. En edad adulta las hembras pesan entre 430Kg y 500Kg, el peso de los machos varía entre los 750Kg y 900Kg. La tonalidad del color del pelo varía desde bayo a rojo cereza, pero también aparecen oscos y de color gris. Es útil para la producción de leche y carne.

Lucerna (LUC). Se ubica en el Valle del rio Cauca. Los machos adultos alcanzan un peso de 750 Kg a 800 Kg, y las hembras de 485Kg. El color del pelo varía del rojo claro al rojo encendido. La piel, mucosas y pesuñas generalmente son pigmentadas de color oscuro. Son excelentes productores de leche y carne.

Sanmartinero (SM). Se ubica en las sabanas secas del piedemonte llanero con temperatura media. El peso promedio de la hembra adulta es 460Kg, y el de los machos es 720Kg. El pelo es de color amarillo con tres tonalidades bien marcadas, claro (bayo), hosco y rojo cerezo. La pigmentación de la mucosa puede ser rosada o negra, la de la piel es negra. Se caracteriza por su rusticidad y

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longevidad, por su producción de leche, y su habilidad para producir híbridos con excelentes características cárnicas.

Romosinuano (ROMO). Se ubica en el Valle del rio Sinú, Costa Norte de Colombia. Es de tamaño mediano, las hembras adultas alcanzan un peso de 412Kg, y los machos 573Kg. El color del pelo varía entre amarillo claro y rojo cereza. La pigmentación de la piel y mucosas puede ser rosada o negra. Sobresale por su fertilidad, longevidad y producción de carne de alta calidad gracias a su capacidad combinatoria con el Cebú. Por estas características esta raza es la más apetecida en el exterior, la segunda mayor población se encuentra en Venezuela y también se encuentra una cantidad considerable en Estados Unidos.

Velásquez (VLQ). Se ubica en el trópico cálido del Valle del rio Magdalena. Es de tamaño mediano. El peso de la hembra adulta varía entre 440Kg y 480Kg, el del macho varía entre 750Kg y 800Kg. Posee un pelo corto, brillante y liso que va del color amarillo al rojo oscuro. La pigmentación de la piel y mucosas es de color claro. Son buenos productores de leche y carne. 1.3.1.5 Sexo. Es un dato fijo, que se ingresa cuando nace el animal. Se registra como vaca en el caso de la hembra, o como toro en el caso del macho. Esta referencia se ingresa por medio del teclado, y se puede visualizar en el display. 1.3.1.6 Peso. El peso es un dato que va a estar en constante cambio, el cual es muy importante porque ayuda a controlar que el animal tenga un buen desarrollo, ya que si presenta una baja en el pesaje se puede detectar que la alimentación no es la adecuada o que sufre alguna enfermedad. Este dato se ingresa de forma manual con el teclado. 1.3.1.7 Vacunas. Las vacunas que se presentan a continuación, son para prevenir enfermedades graves que pueden terminar con la vida del animal, y contagiar a los que estén alrededor. Por lo que es necesario cumplir con todo el proceso. Para esto, las vacunas van etiquetadas con tag`s de frecuencia alta, que se confrontan con los tag`s de frecuencia baja de cada animal, lo que garantiza que se están aplicando en la dosis exacta y en el tiempo indicado. Las vacunas son las siguientes:

Vacuna Brucella (S19 – RB51) - Se aplica solo a hembras. - Se debe aplicar entre los 3 y 8 meses de edad. - La dosis puede variar entre 2cc y 5cc según el fabricante. - Intramuscular, el sitio ideal es la tabla del cuello.

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Vacuna viral aftosa - Se aplica a hembras y machos - Después de la primera vacuna se aplican refuerzos cada seis (6) meses. - La dosis puede variar entre 2cc y 4cc según el fabricante. - Intramuscular o subcutánea, detrás de la tabla del cuello.

Vacuna carbón sintomático - Se aplica a hembras y machos - Se debe aplicar entre los 3 y 4 meses, a los 21 días se aplica un refuerzo, después cada 6 meses en zonas de riesgo. - La dosis varía entre 4ml y 5ml por cada animal según el fabricante. - Aplicación vía subcutánea.

Vacuna peste boba - Se aplica a hembras y machos - Se puede aplicar a la vaca un mes antes del parto, o al ternero entre los 3 y 12 días de nacido. - La dosis varía según el fabricante. - Aplicación subcutánea. 1.3.1.8 Enfermedades. El estado de salud depende de las condiciones del animal, del medio en el que se encuentra y de la presencia de agentes que producen enfermedades. Por lo que se debe desarrollar un plan sanitario preventivo que incluya vacunaciones, control de parásitos y técnicas de manejo como descorné o corte de pezuñas. Si el animal contrae o es contagiado de una enfermedad se debe identificar la etiología y el tratamiento a seguir. Este reporte lo debe hacer un veterinario o técnico en inspección veterinaria, estos datos los ingresa por medio del teclado y se pueden visualizar en el display. Si no se toman las medidas preventivas, las enfermedades que se pueden presentar son:

Fiebre aftosa. Es una enfermedad viral muy contagiosa, de curso agudo y alta mortalidad. Es causada por enterovirus de la familia Picornaviridae, sensible a los cambios de PH, exposición a la luz y a altas temperaturas. Es difundido por el viento, y la ruta respiratoria es la principal vía de entrada del virus. Los síntomas que presenta son: falta de apetito, fiebre y escalofríos, apatía, mal estado en general.

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No hay un tratamiento específico para esta enfermedad, se sacrifica e incinera, o se entierra a las reses afectadas. Es importante aplicar la vacuna anti aftosa siguiendo el plan de vacunación.

Ántrax o fiebre esplénica. Enfermedad aguda de carácter zoonotico caracterizada por la presencia de fiebre, y causa la muerte rápida. Esta bacteria es resistente a extremas temperaturas, a los desinfectantes y a la desecación. Los síntomas son: fiebre, disnea, temblor, dificultades a la marcha, convulsión. Es muy importante la medicina preventiva ya que es una enfermedad fatal. Para las etapas iníciales de la enfermedad los antibióticos más utilizados son la oxitetraciclina, la eritromicina y la penicilina.

Botulismo. Es una parálisis mortal causada por la ingestión de toxinas en los alimentos. Es más frecuente en lugares donde no hay un adecuado control del excremento. Los síntomas que presenta el animal son: parálisis muscular y motora, incapacidad para orinar, debilidad general progresiva. Si se diagnostica la presencia del patógeno se debe implementar un saneamiento de los potreros eliminando las heces y el pasto en descomposición. Y se debe aplicar la antitoxina botulínica.

Estomatitis vesicular. Es una enfermedad caracterizada por la presencia de vesículas en la membrana de la boca, en la lengua, ubre y plantas de los pies. Esta enfermedad es difundida por insectos. Los síntomas son: salivación excesiva, vesículas blanquecinas en boca, labios y lengua, lesiones en la ubre. Para el tratamiento de esta enfermedad se utilizan antibióticos de amplio espectro.

Leptospirosis bovina. Es una enfermedad que puede ser transmitida por el agua, la enfermedad se adquiere generalmente al tener el contacto de la piel o mucosas con orina. Los síntomas son: fiebre, postración, disnea, anemia, abortos en el tercer trimestre de la preñes. Si se presenta la enfermedad se debe aplicar estreptomicina, clortetraciclina.

Tétano en bovinos. Es una enfermedad que se da por la acumulación de toxinas que general se producen en tejidos necróticos. La bacteria habita en el

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suelo y en el tracto gastrointestinal, generalmente entra al organismo a través de heridas profundas. Los síntomas son: rigidez en los músculos del cuello y extremidades posteriores, sudoración, aumento de la respiración y de la frecuencia cardiaca. Para evitar la enfermedad se debe aplicar toxoide tetánico, permite la inmunización activa, se aplica en animales que han sufrido heridas o han sido sometidos a alguna cirugía. En el caso de presentarse la enfermedad se debe aplicar la antitoxina tetánica cada 12 horas.

Salmonelosis bovina. Es una enfermedad del sistema digestivo. Puede ser transmitida de un animal a otro a través del alimento, agua y materiales inertes ya que la bacteria puede mantenerse viva durante varios meses. Los síntomas que presenta son: fiebre, diarrea acuosa severa. Si el animal es contagiado se le debe suministrar agua para rehidratar, y se debe aplicar una mezcla trimetoprim y salfadiacina.

Cuerpos extraños en el casco. Se da por heridas en el casco, las cuales pueden ocasionar presión sobre las terminaciones nerviosas. La herida puede ser infectada formando un absceso, el cual produce dolor y cojera. Si hay presencia de cuerpo extraño se debe extraer, limpiar la lesión en su totalidad, y aplicar antibiótico local en polvo, se cubre la herida con un vendaje estéril.

Brucelosis bovina. Es una enfermedad infectocontagiosa, la bacteria que la transmite es sensible a las altas temperaturas, a los desinfectantes y a la pasteurización. Se presenta en las hembras y sus síntomas son: abortos después del cuarto mes de gestación, las crías son muy débiles o mueren al nacimiento, reducción de los parámetros reproductivos. Para esta enfermedad no existe un tratamiento específico, por lo que se recomienda vacunar a las hembras y eliminar a los animales infectados.

Rabia bovina. Es una enfermedad que afecta el sistema nervioso central. Y su mortalidad es de casi el 100%. Es causada por el serotipo 1 de un liso virus. La transmisión se da generalmente por la mordedura de animales infectados, ya que el virus se encuentra en la saliva.

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Los síntomas que presenta el animal si sufre la enfermedad son: incapacidad para retener la saliva, cambio de comportamiento, aumento del deseo sexual, micción frecuente. Si se presenta la bacteria se debe inmunizar todo el rebaño con vacunas de virus vivo modificado.

Enfermedad respiratoria bovina. Esta enfermedad respiratoria es provocada por el efecto combinado de varios microorganismos que se ubican en el pulmón causando infección pulmonar severa, en ocasiones causa la muerte del animal. Esta enfermedad se desarrolla por algunos factores como el estrés, el hacinamiento y la desnutrición. Los síntomas son: fiebre, lagrimeo, depresión, descarga nasal, dificultad respiratoria. Para el tratamiento se debe administrar antibióticos para la infección, al mismo tiempo se debe suministrar agua y alimento de buena calidad requerida por el animal.

Intoxicación por insecticidas derivados de las plantas. En animal puede padecer envenenamiento por presencia de fluoruros, gosipol, por compuestos a base de hidrocarburos clorados, insecticidas a base de carba mato y cobre. Al sufrir envenenamiento los síntomas que puede presentar son: disminución de peso corporal, signos nerviosos, debilidad, salivación, diarrea, disnea, vomito, sed, depresión. El tratamiento es según el tipo de envenenamiento, por lo general se traslada al ganado de la zona afectada, se debe bañar al animal, y practicar un lavado estomacal, suministrar agua, y elementos que contengan las proteínas necesarias, en algunos casos es necesario aplicar antibióticos. 1.3.1.9 Propietario. Para el propietario se debe ingresar, el nombre, apellidos, número de cedula, Numero ID de los animales que le pertenecen, y se recomienda para tener un mejor control que este registrado ante la DIAN y Cámara de Comercio. El ingreso de los datos de hace de forma manual por medio del teclado y se puede visualizar con el display. 1.3.1.10 Ubicación. Se registra el departamento, municipio, corregimiento y finca ganadera a la que pertenece el animal. Este registro se hace de forma manual por medio del teclado y se puede visualizar con el display.

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1.3.1.11 Movimientos. Si el animal cambia de ubicación o de propietario, se debe registrar el nuevo sitio al que llega, y a la persona que lo adquirió. Estos datos se ingresan por medio del teclado. 1.3.1.12 Muerte accidental o prematura. Si el animal sufre un accidente, o padece una enfermedad que ocasione su muerte, el veterinario o técnico en inspección veterinaria, debe enviar un reporte manifestando la causa del fallecimiento. Esta información la ingresa por medio del teclado. 1.3.2 Transporte en pie. El ganado puede ser transportado a pie, por camión, por tren, por barco, o por avión, aunque en los países en vía de desarrollo se emplean las dos primeras técnicas. Este desplazamiento se da por diferentes motivos, incluyendo el transporte a los mataderos, a mercados, a nuevas zonas de pastoreo, o por cambio de propietario. En la etapa de transporte se debe tener un buen control sobre el animal, y cumplir con las normas establecidas, ya que puede sufrir estrés, hematomas, asfixia, fallo cardiaco, deshidratación y lesiones que afecten la calidad de la carne y pérdidas en la producción. Los vehículos destinados para el transporte de ganado deben tener protección contra diferentes condiciones climáticas, contar con ventilación adecuada, incorporar un drenaje apropiado y antideslizante, las superficies de los costados no deben tener salientes ni bordes que puedan ocasionar daño. A continuación se profundiza en las características que deben tener los vehículos:

Ventilación: No deben ser completamente cerrados, al no tener una buena ventilación permite la acumulación de gases, humedad y calor excesivo, esto causaría estrés y asfixia. Es importante que tenga flujo de aire a nivel del piso para eliminar al amoniaco de la orina.

Pisos: Se requiere drenaje para eliminar la orina y antideslizantes para reducir el riesgo de caídas, se puede emplear rejillas, paja o aserrín en el caso de terneros pequeños. Se subdivide el interior del vehículo con postes de madera o metal, así se facilita el equilibrio. El piso no debe tener aberturas ni fisuras, y debe estar a nivel de las plataformas de descargue, de lo contrario los animales pueden sufrir lesiones.

Espacio en el piso: Se requiere que el espacio en el piso sea el suficiente para que cada animal pueda estar cómodamente, sin hacinamiento, pero que tampoco sea excesivo para que se desplacen ocasionando lesiones.

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Para los vacunos adultos se necesita una área aproximada de 1 m2 a 1.5 m2, y para los terneros pequeños de 0.5 m2.

Barandas y laterales: Son de madera o metal, deben ser lo suficientemente altos para evitar que los animales salten y se lastimen, no deben tener bordes que puedan ocasionar daño, y tampoco se debe dejar orificios a través de los cuales pueda caber una pata ocasionando que se fracture.

Techo: Para el transporte de bovinos no es necesario que el vehículo incorpore techo, siempre y cuando los animales no estén expuestos a temperaturas muy altas por muchas horas. Para reducir estrés y lesiones en el momento del transporte se debe contar con las siguientes precauciones: - El ganado se debe mezclar en un corral 24 horas antes de ser cargado, los que sean muy ariscos o estén maltratados deben ser separados. - Se debe suministrar agua y alimento, esto tiene un efecto calmante al ser transportados. - No se debe mezclar animales con y sin cuernos, tampoco se deben mezclar diferentes especies. - No se deben transportar animales enfermos o lesionados, que estén en avanzado estado de gestación, o que sean muy pesados, ya que no podrían aguantar los rigores del viaje. - El vehículo debe contar con una rampa portátil. - Se deben transportar en distancias cortas y por poco tiempo, con amplios periodos de descanso. - Los vehículos deben ser conducidos suavemente, sin movimientos ni paradas bruscas. Si el transporte se realiza a pie, se deben tener en cuenta lo siguiente para evitar riesgos: - Tener en cuenta las oportunidades de pastoreo, disponibilidad de agua y descanso nocturno. - Caminar durante las horas más frescas del día. - La distancia máxima que puede caminar depende de factores como el tiempo, la edad, la condición de cada animal. - Si el desplazamiento a pie es de un solo día puede recorrer hasta 30Km, si es de varios días, en el primer día puede recorrer hasta 24Km, y en el día siguiente 22Km. - Se debe tener en cuenta que no sufran de estrés, insolación, deshidratación, extenuación, peleas.

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El control del ganado en esta etapa se tiene por medio del GPS incorporado en el dispositivo electrónico de trazabilidad. 1.3.3 Matadero. En esta etapa se realiza el sacrificio del animal, teniendo en cuenta los requisitos sanitarios y de inocuidad, elaborando inspecciones a la entrada y a la salida del proceso. También se asignan etiquetas de frecuencia alta a los productos derivados del ganado aptos para el consumo humano. A continuación se profundiza en cada paso del proceso de sacrificio: 1.3.3.1 Recepción de animales. En el ingreso al matadero los animales son pesados para evaluar los cambios que experimento durante el viaje. El peso del animal vivo se compara con el peso de las carcasas, los órganos, la piel entre otros, para determinar el rendimiento de la carne, y si los métodos usados son los adecuados y tienen un desempeño óptimo. También se examina los datos de identificación, que tenga todas las vacunas requeridas. 1.3.3.2 Inspección ante mortem. Se debe realizar una inspección ante mortem de acuerdo a los requisitos establecidos por INVIMA, tales como la forma de permanecer en pie y en movimiento, estado de nutrición, reacción al medio ambiente, estado de piel y mucosas, aparato digestivo, sistema urogenital, aparato respiratorio, lesiones, temperatura corporal. Esto ayuda a generar un producto en óptimas condiciones y de alta calidad. La debe hacer un veterinario o un técnico en inspección veterinaria. La persona encargada de la evaluación, debe hacer un registro de la procedencia, peso, día y hora a la que ingreso al matadero, en el caso de presentar enfermedades o lesiones físicas, se debe aislar del resto del ganado, buscar si hay tratamiento con el cual se puede recuperar, o si se debe realizar un sacrificio de emergencia para evitar sufrimiento innecesario, o la contaminación de los demás animales. Los resultados de la inspección se ingresan por medio del teclado. 1.3.3.3 Asignación de etiquetas. El animal ingresa al matadero con un tag de frecuencia baja, en el cual se encuentra almacenada toda la información. En el proceso de sacrificio, los datos se transmiten a tags de frecuencia alta para ser asignados a los productos cárnicos y derivados comestibles, destinados para el consumo humano. El procedimiento de fijación de las nuevas etiquetas se realiza de forma manual. 1.3.3.4 Inspección post mortem. La inspección de carcasas, estómagos, intestinos y órganos debe ser efectuada por personal calificado, la evaluación se realiza según las normas establecidas por INVIMA.

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En el caso de que algún segmento presente señales de enfermedad o daño, todas las partes correspondientes al mismo animal, deben ser aisladas y no continúan en el proceso. Según la evaluación del veterinario se establece si pueden continuar en la cadena alimentaria, o si deben ser removidas y eliminadas. Para la eliminación se puede enterrar con cal en un relleno sanitario seguro, o se puede incinerar en un horno especial a una temperatura aproximada de 1200 ºC. 1.3.3.5 Almacenamiento refrigerado. La refrigeración se debe dar en el menor tiempo posible después de la inspección post mortem, ya que los cambios físicos, químicos y microbiológicos que se producen en la carne, están en función de la temperatura. Las carcasas por medio de ganchos se sujetan sobre rieles y nunca deben tocar el piso para evitar que bacterias se adhieran. Al ingreso tienen una temperatura aproximada de 40ºC la cual en poco tiempo baja a 0ºC, al obtener este valor la carne se conserva durante tres semanas manteniendo estándares de higiene adecuado. Se debe tener en cuenta la velocidad con la que se enfría las carcasas, ya que si es muy demorada se generan bacterias y malos olores. Y si el proceso es muy rápido se pierde peso por la evaporación. Para evitar estos inconvenientes al interior de la cámara se debe manejar una velocidad del aire de 0.5m/s y una humedad relativa del 90%. Otro punto importante, es que el personal encargado de la carga y descarga, siga las normas referidas a su higiene personal, que use la indumentaria adecuada y que manipule las carcasas lo menos posible. La temperatura se controla con el módulo de temperatura integrado al dispositivo electrónico de trazabilidad, si es necesario ingresar un registro se hace por medio del teclado. 1.3.4 Transporte refrigerado. El transporte refrigerado es considero una extensión del almacenamiento en frio ya que el objetivo es mantener la temperatura de la carne alrededor de los 0ºC. El comercio se debe hacer según las normas de INVIMA y del Ministerio de Transporte. Con el módulo de temperatura se puede supervisar la refrigeración al interior del vehículo. Los vehículos para el transporte refrigerado deben cumplir con las siguientes características: - Todos los vehículos deben cumplir con las normas establecidas en el artículo 131 literal B de la Ley 769 de 2002.

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- No deben transportar elementos diferentes a la carne, esto ocasionaría contaminación del área, y la reducción de la calidad del producto. - Contar con la unidad de frio, es el equipo que mantiene en forma controlada, la temperatura del espacio en el que se transporta los productos que requieren refrigeración o congelación. Se produce usualmente por inyección de nitrógeno líquido (N) o dióxido de carbono (CO2). - El área de transporte debe estar construida con paredes aislantes, incluyendo puertas, piso y techo, que permitan limitar el intercambio de calor entre el interior y el exterior del vehículo. Al analizar los datos de las diferentes etapas, es necesario un dispositivo electrónico de trazabilidad que cuente con las siguientes características: 1.3.5 Comercialización. La venta de carne se lleva a cabo en grandes cadenas de supermercados, en mini mercados, en centrales de abastos y carnicerías. En estos establecimientos donde se comercializa la carne cruda dedicada al consumo humano. Generalmente en la carnicería se realizan las tareas de procesado finales tales como despiece y el picado de las carnes. El equipamiento mínimo de una carnicería consta de un refrigerador industrial, un soporte para el despiece, un conjunto de cuchillos y un mostrador refrigerado. 1.4 PROBLEMAS EN LAS DIFERENTES ETAPAS Los problemas que se presentan y que afectan tanto al productor como al consumidor final son:

Al no llevar un adecuado plan de vacunas se originan varias enfermedades y en algunos casos la muerte del animal. Para evitar la manipulación de información, falsificación y asegurar que cada animal cumpla con todas las vacunas requeridas se plantea el uso de la tecnología RFID para el seguimiento. Dependiendo del laboratorio y de la vacuna, la presentación viene para varias dosis, lo que se propone es que desde su producción se etiquete con un tag de frecuencia alta, y al momento de vacunar se confronte con el tag de frecuencia baja de cada animal, esta información se envía a la base de datos, y se contabiliza el número de dosis aplicadas hasta que llegue a su límite establecido.

Es muy importante tener un control y registro de las enfermedades que pueda padecer el animal, ya que en algunos casos hay que sacrificar y quemar, o enterrarlo con cal en un sitio apartado del resto del corral para evitar epidemias.

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Al llevar un adecuado seguimiento de las vacunas ayuda a reducir las enfermedades y la propagación de estas. Si el animal padece la enfermedad, y se la registra esta información en la base de datos se hace un seguimiento para que el tratamiento sea el adecuado y su recuperación sea la más óptima.

En algunos casos para evitar pérdidas económicas se comercia con animales que murieron por enfermedades. Si esta carne contaminada es consumida por humanos puede ocasionar enfermedades y muerte. Para evitar este comercio se plantea organizar (dependiendo la raza del animal) un estándar en la base de datos en la que se determina edad y peso promedio para el sacrificio del animal. Además si no es sacrificado en los sitios autorizados que cumplan con la normatividad los productos derivados no pueden seguir en la cadena de la trazabilidad.

Por el delito de abigeato se ve afectada la economía de los productores, ya que en promedio al año se da el robo de mil novecientas (1900) cabezas de ganado. Al hacer un registro completo del animal, y enviar esta información a la base de datos, se tiene una identificación única que no se puede manipular ni alterar. Con estos registros se reduce el comercio de animales robados ya que no podrían entrar a la cadena de trazabilidad si son reportados.

Al no cumplir con las normas para el transporte en pie, los animales sufren lesiones y pérdida de peso por estrés. Es importante tener un registro de distancia y tiempo en el desplazamiento. Al implementar la tecnología GPS se puede registrar la ubicación de salida y la de llegada, con esta información registrada en la base de datos se puede supervisar la distancia recorrida y el tiempo implementado en este desplazamiento.

En las etapas de matadero, transporte refrigerado y comercialización los productos derivados del ganado, deben estar entre temperaturas de 0° y 1°, de lo contrario pierde propiedades y contraen infecciones por bacterias y virus. El sensor de temperatura envía mediciones a la base de datos, y se puede supervisar cuanto tiempo está dentro y fuera de la temperatura permitida. 1.4.1 Variables para solucionar los problemas de las etapas Para dar solución a los problemas que se presentan en las diferentes etapas, se hace un seguimiento de las diferentes variables. Se registran unos datos fijos.

Fecha de nacimiento.

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Edad

Raza

Sexo

Propietario

Ubicación Se registran unos datos variables.

Enfermedades

Vacunas

Peso

Movimientos

Muerte accidental

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2. TECNOLOGÍA PROPUESTA Al analizar los datos de las diferentes etapas, es necesario un dispositivo electrónico de trazabilidad que cuente con las siguientes tecnologías y características: 2.1 GPS El sistema global de posicionamiento (GPS) proporciona información precisa acerca de la posición y velocidad de un punto en cualquier lugar del mundo y en cualquier condición climática. GPS es un sistema espacial de radio navegación que consta de 24 satélites que circunvalan la tierra a una altura aproximada de 17.600 Kms y de una red de estaciones terrestres 2.1.1 Funcionamiento del GPS. Para lograr esta información, cada uno de los 24 satélites emite una señal a los receptores en tierra. GPS determina la localización al computar la diferencia entre el tiempo en que una señal es enviada y el tiempo en que es recibida. Los satélites GPS llevan consigo relojes atómicos que proveen información precisa en cuanto al tiempo. Con la información de los satélites el receptor puede computar su propia posición tridimensional. El receptor utiliza cuatro satélites para computar latitud, longitud, altura y tiempo. A partir de este sistema, el dispositivo GPS sabe dónde está, pero esto no es lo mismo que decir que ha sido "localizado". Localizar significa que alguien más conozca la posición de los dispositivos, y para esto, la información debe ser comunicada. Los dispositivos integran un dispositivo de GPS con un teléfono celular para que transmita su localización a una central que la despliega en un mapa digital. De esta manera se obtiene una posición final con un error aproximado de 20mts. 2.1.2 Niveles de Servicio GPS. El GPS proporciona dos niveles diferentes de servicio que separan el uso civil del militar: • Servicio de Posicionamiento Estándar (SPS, Standard Positioning Service). Precisión normal de posicionamiento civil obtenida con la utilización del código C/A de frecuencia simple. • Servicio de Posicionamiento Preciso (PPS, Precise Positioning Service). Este posicionamiento dinámico es el de mayor precisión, basado en el código P de frecuencia dual, y solo está accesible para los usuarios autorizados.

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2.1.3 Aplicaciones de los GPS. Son múltiples los campos de aplicación de los sistemas de posicionamiento tanto como sistemas de ayuda a la navegación, como en modelización espacio atmosférico y terrestre o aplicaciones con requerimientos de alta precisión en la medida del tiempo. 2.2 GPRS (General Packet Radio Services). Es una técnica de conmutación de paquetes, que es integrable con la estructura actual de las redes GSM. Esta tecnología permite unas velocidades de datos de hasta 115 kbps. Sus ventajas son múltiples, y se aplican fundamentalmente a las transmisiones de datos que produzcan tráfico "a ráfagas", es decir, discontinuo. Por ejemplo, Internet y mensajería. Puede utilizar a la vez diversos canales, y aprovechar los "huecos" disponibles para las transmisiones de diversos usuarios. Por ello, no se necesita un circuito dedicado para cada usuario conectado. De esta forma desaparece el concepto de tiempo de conexión, dejando paso al de cantidad de información transmitida: El cliente podrá ser facturado por los paquetes realmente enviados y recibidos. El ancho de banda podrá ser entregado bajo demanda, en función de las necesidades de la comunicación. 2.2.1 Flujo de datos. La unidad de datos del protocolo de la capa de red, denominada N-PDU o paquete, es recibida de la capa de red y es transmitida a través del interfaz de aire entre la estación móvil y el SGSN usando el protocolo LLC. Primero el SNDCP transforma los paquetes en tramas LLC, el proceso incluye opcionalmente la compresión de la cabecera de datos, segmentación y encriptado. Una trama LLC es segmentada en bloques de datos RLC, que son formados en la capa física, cada bloque consta de 4 ráfagas normales que son similares a las de TDMA.

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Figura 1. Explicación Trama LLC GPRS

Fuente: www.uv.es/~montanan/redes/trabajos/GPRS.doc 2.3 RFID. La identificación por radiofrecuencia (RFID) es un término genérico que se utiliza para describir un sistema que transmite la identidad (en la forma de un número de serie único) de un objeto, animal o persona, sin cables, utilizando ondas de radio. Se agrupan bajo la amplia categoría de las tecnologías de identificación automática. Las tecnologías de Auto-ID incluyen códigos de barras, lectores ópticos y otras tecnologías biométricas, tales como exámenes de retina. La auto-tecnologías de identificación se han utilizado para reducir la cantidad de tiempo y mano de obra necesaria para la entrada de datos manualmente y para mejorar la exactitud de los datos. Una etiqueta RFID típica consiste en un microchip conectado a una antena de radio montada sobre un sustrato. El chip puede almacenar desde 4 hasta 32 kilobytes de datos. Por ejemplo, información sobre un producto o de la expedición, la fecha de fabricación, destino y fecha de caducidad, se puede escribir en una etiqueta. Para recuperar los datos almacenados en una etiqueta RFID, se necesita un lector. Un lector típico es un dispositivo que tiene una o más antenas que emiten ondas de radio y recibir señales de vuelta de la etiqueta. El lector pasa la información en forma digital a un sistema informático. 2.3.1 Regulación de frecuencias. Existen etiquetas de RFID de baja frecuencia LF: 125 - 134 KHz y 140 - 148.5 KHz. Y de alta frecuencia (HF: 13.56 MHz) se

http://www.uv.es/~montanan/redes/trabajos/GPRS.doc

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pueden utilizar de forma global sin necesidad de licencia. La frecuencia ultra alta UHF: 868 - 928 MHz no puede ser utilizada de forma global, ya que no hay un único estándar global. En Norteamérica, la frecuencia ultra elevada se puede utilizar sin licencia para frecuencias entre 908 - 928 MHz, pero hay restricciones en la energía de transmisión. En Europa la frecuencia ultra elevada está bajo consideración para 865.6 - 867.6 MHz. Su uso es sin licencia sólo para el rango de 869.40 - 869.65 MHz, pero existen restricciones en la energía de transmisión. El estándar UHF norteamericano (908-928 MHz) no es aceptado en Francia e Italia ya que interfiere con sus bandas militares. En China y Japón no hay regulación para el uso de la frecuencia ultra elevada. Cada aplicación de frecuencia ultra elevada en estos países necesita de una licencia, que debe ser solicitada a las autoridades locales, y puede ser revocada. En Australia y Nueva Zelanda, el rango es de 918 - 926 MHz para uso sin licencia, pero hay restricciones en la energía de transmisión. 2.3.2 Estándar RFID para ganado en Colombia. HDX – FDX. Según la ley 914 de 2004, se decretó que el estándar de RFID para ganado en Colombia es el HDX – FDX y sus características son: La etiqueta es el elemento electrónico de identificación que, con arreglo a la ISO 11785 ha de ser pasivo, de solo lectura (readonly) y puede utilizar el protocolo FDX-B o HDX, reservando para la identificación animal la frecuencia de 134.2 KHz. FDX (Full DuplexSystem): La señal de retorno comienza en cuanto la señal de interrogación empieza a recibirse y el condensador empieza a cargarse. HDX (HalfDuplexSystem): La señal de retorno comienza tan sólo después de que se ha recibido el fin de la señal de interrogación y el condensador de alimentación se ha cargado completamente. Las opciones de etiquetas son: Identificadores tipo Botón, producidos con poliuretano termoplástico, con diseño arredondeado y flexible, grabación en Laser garantizando la visibilidad y durabilidad de más de 10 años. Productos totalmente atóxicos y de rápida cicatrización gracias a un espaciamiento ideal. Material de alta calidad y substancia anti rayos ultravioleta UV.

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Figura 2. Etiqueta tipo botón

Fuente: <http://portal.fedegan.org.co/pls/portal/docs/PAGE/FNG_PORTLETS/FEDEGAN/NORMAS/MOVILIZACION/LEY%20914%20DE%202004%20TRAZABILIDAD.PDF> Identificadores tipo Caravana, producidos con poliuretano termoplástico, material flexible, grabación en Laser garantizando la visibilidad y durabilidad de más de 10 años. Productos totalmente atóxicos y de rápida cicatrización gracias a un espaciamiento ideal. Material de alta calidad y substancia anti rayos ultravioleta Figura 3. Etiqueta tipo caravana

Fuente: <http://portal.fedegan.org.co/pls/portal/docs/PAGE/FNG_PORTLETS/FEDEGAN/NORMAS/MOVILIZACION/LEY%20914%20DE%202004%20TRAZABILIDAD.PDF> 2.4 MICROPROCESADOR Es un circuito digital generalmente bastante complejo que realiza procesamiento de datos. Las operaciones que se llevan a cabo durante dicho procesamiento son controladas por lo que se denomina un programa, este último, es el que le indica al microprocesador exactamente qué es lo que tiene que hacer, por ejemplo, leer un dato de un teclado y mandarlo a una pantalla de cristal líquido o tomar dos valores de la memoria, sumarlos y poner este resultado en la misma. 2.4.1 Coprocesador Matemático FPU (Unidad de coma flotante). Que es la parte del microespecializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del procesador en otro chip. Esta parte está considerada como una parte "lógica" junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos.

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2.4.2 Los registros. Son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros está diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador pero que CPU los utiliza en algunas operaciones, en total son treinta y dos registros. 2.4.3 La memoria. Es el lugar donde el procesador encuentra las instrucciones de los programas y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador las toma de ahí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador. 2.4.4 La memoria cache. Es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM reduciendo el tiempo de espera 2.4.5 Puertos. Es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es parecido a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un número de puerto que el procesador utiliza como un número de teléfono para llamar al circuito a partes especiales. 2.4.6 Buses del sistema. En un sistema basado en procesador generalmente aparecen los siguientes buses: 2.4.6.1 Bus de datos. Utilizado para que el microprocesador intercambie información con otros elementos del sistema y en algunos casos entre dispositivos. 2.4.6.2 Bus de direcciones. Usado para indicar cuál es el elemento que con el que se realizará la transferencia de datos. 2.4.6.3 Bus de control. Indica la dirección, tipo y otras características de la operación de transferencia. 2.5 SENSOR DE TEMPERATURA Es un dispositivo capaz de medir la temperatura a la cual está expuesto el sensor. Existen diversos fenómenos utilizados para sensar la temperatura:

Variaciones en volumen o estados de cuerpos (sólidos, líquidos o gases).

Variación de resistencia de un conductor (sondas de resistencias).

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Variación de resistencia de un semiconductor (termistores).

fem creada en la unión de dos metales distintos (termopares).

Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo (pirómetros de radiación).1

1 Departamento de diseño mecánico. Sensores de temperatura [En línea]. Disponible en:

<http://www.fing.edu.uy/iimpi/academica/grado/instindustrial/teorico/080306-Sensores-parte_II.temperatura.pdf>

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3. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN ELECTRÓNICA 3.1 REQUERIMIENTOS

Sensor de temperatura que en su rango tenga mayor precisión entre -5°C y 5°C. y que entregue su señal de manera análoga.

Lector de RFID de frecuencia baja de 125KHz a 134KHz

Lector de RFID de frecuencia alta de 13,56MHz

Teclado que tenga una parte numérica y teclas de acceso y navegación.

GPS de precisión en las medidas de las coordenadas, recibe información de cuatro (satélites)

GPRS con frecuencia quad band, para compatibilidad con las cuatro (4)

Frecuencias de uso común en el sistema global para comunicaciones móviles.

Un microprocesador con cuatro (4) puertos seriales para la conexión de los lectores de RFID, GPS, GPRS, y LCD. Un (1) puerto análogo para la conexión del sensor de temperatura. Tres (3) puertos análogos y seis (6) puertos digitales para la conexión del teclado. 3.2 COMPONENTES ESCOGIDOS Se describen los componentes que se eligieron según sus características y conveniencia para el proyecto, además de explicar su función. 3.2.1 Arduino mega 2560. Se eligió este componente porque maneja cuatro (4) puertos seriales que difícilmente se encuentran en cualquier procesador. Además, este tiene una memoria interna de 256K para hacer programas extensos sin preocupación a alguna limitación. Arduino es una plataforma de cómputo libre (open-source) que está basada en una tarjeta I/O (entradas y salidas). Esta se programa en un ambiente con un lenguaje similar a C llamado Processing/Wiring. Arduino puede ser utilizado para desarrollar cualquier tipo de objeto autónomo, capaz de comunicarse con dispositivos externos conectados a puertos análogos y digitales. El Arduino Mega es una tarjeta que tiene instalado un microcontrolador de la familia ATMEL de referencia ATmega2560 y cuenta con todo lo necesario para su funcionamiento. Este tiene cincuenta y cuatro (54) pines digitales de I/O, catorce

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(14) de los cuales pueden ser usados como salidas PWM, también cuenta con dieciséis (16) entradas analógicas, cuatro (4) UARTs (puertos seriales en hardware), un cristal oscilador de 16MHz, conexión USB, Jack para conexión a la fuente de poder, un header ICSP y un botón de reset. Figura 4. ARDUINO MEGA 2560

Fuente: http://arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoMega.jpg 3.2.2 Max 232. Debido a la incompatibilidad eléctrica que existe entre el Arduino y los módulos de RFID, se escogió este componente para superar esa barrera. Esto se debe a que el Arduino maneja únicamente señales TTL y los módulos de RFID son de tipo RS-232, por esa razón se necesitaba una interface capaz de comunicar los dispositivos sin ninguna clase de conflicto. El MAX232 es un circuito integrado de la familia Maxim que convierte las señales de un puerto serie en señales compatibles con los niveles TTL de circuitos lógicos. Para la comunicación serie dispone internamente de dos (2) conversores de nivel de TTL a RS-232 y otros dos (2) de RS-232 a TTL.

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Figura 5. Circuito integrado MAX232

Fuente: Los autores. 3.2.3 LCD Parallax 27979. Debido a que todo dispositivo que requiera intervención por parte del usuario se ajusta más fácil si tiene una pantalla, se decidió instalar una para que el dispositivo fuese lo más sencillo de operar. Los LCDs son cristales líquidos tienen cualidades propias de los sólidos y los líquidos. Todo esto se debe ya que a nivel molecular si un haz de luz atraviesa el cristal líquido seguirá el rumbo de sus partículas, comportándose como un elemento sólido, aunque si se le aplica un potencial eléctrico al cristal líquido, este producirá un cambio en la alineación de las partículas y esto a su vez en el modo en que la luz pasará a través de ellas, mostrando así cualidades líquidas. El Cristal Líquido no genera ningún tipo de luminosidad propia, por esa razón se escogió este modelo en particular porque viene con luz LED de fondo activada por programación. 3.2.3.1 Características. Las características principales de este LCD son:

Muestra el conjunto de caracteres ASCII directamente a la pantalla.

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Regresa a la siguiente línea de forma automática para una fácil visualización de cadenas de texto.

Funciona en 2400, 9600 y 19200 baudios.

Mueve el cursor a cualquier lugar de la pantalla con un solo comando.

Borra toda la pantalla con un solo comando.

Le permite definir hasta ocho caracteres personalizados.

Luz de fondo tipo LED de color Verde-Amarillo.

El formato de la pantalla es de 20x4, y cada carácter tiene 5x8 pixeles. 3.2.4 Lector RFID PARALLAX 28140 LF. Este módulo de identificación por radiofrecuencia es una de las soluciones más favorables debido a que su relación costo-beneficio es apropiada para el proyecto. Con RFID se puede conocer con mayor velocidad la información que esté alojada en un tag y gracias a este último, se tendrá la oportunidad de individualizar cualquier animal con un número único que a este le graban de fábrica, todo esto sin ninguna conexión física ya que funciona por proximidad. Existen dos (2) clases de tags para RFID, activos y pasivos, los tags activos tienen baterías internas, pueden ser leídos a un par de metros, algunos tienen la posibilidad de almacenar información y otros permiten modificarla también. Los pasivos tienen menor alcance de lectura con la diferencia que no poseen baterías, estos se alimentan de la energía que transmiten los lectores de RFID. Figura 6. Lector RFID PARALLAX 28140

Fuente: http://media.digikey.com/photos/Parallax%20Photos/MFG_28140.jpg 3.2.4.1 Características. Las características principales de este módulo son:

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Totalmente integrado y de bajo costo este método de lectura de etiquetas pasivas de RFID.

Canal simple, 2400 baudios interfaz de serie TTL para PC, BASIC Stamp ® y otros procesadores incluido el Arduino.

Se requiere una sola fuente de +5 V CC.

LED de dos colores para la indicación visual de la actividad.

Fácil integración a prototipos. 3.2.5 Lecto-escritor MIFARE RFID HF SL025B. Se escogió este módulo debido a que cuenta con autodeteccion y a la capacidad de poder leer múltiples tags, de distintas normas de calidad gracias al sistema anticolisiones que este tiene integrado. Este módulo está basado en la tecnología IC NXP transponder (respondedor), el módulo RFID SL025B HF es un lector/escritor tipo OEM. Además cuenta con detección automática de etiqueta en tiempo real, la cual se mueve hacia dentro o hacia afuera en un rango de detección e informa mediante un pin de salida de nivel lógico. Además, integra todos los componentes necesarios y la antena en una PCB. El ATMega2560 transmite la información mediante simples comandos de comunicación serial. Figura 7. MODULO MIFARE RFI SL025B

Fuente: http://www.thaieasyelec.com/images/catalog_images/1315742936.jpg

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3.2.5.1 Características. Las características principales de este módulo son:

Detección automática de tags.

Antena RF incorporada.

Interface RS232 con una velocidad máxima de 115200 baudios.

Cuenta con dos LEDs, el verde es cuando hace autodetección y el rojo se activa bajo programación.

Tiene un pin dedicado para indicar que hay por lo menos un tag dentro del rango de lectura. 3.2.6 LM35. Es un sensor de temperatura de funcionamiento simple, no requiere calibración y es muy asequible en el mercado. La medición de este sensor está en un rango de temperatura de -55 a 150 °C, y esta a su vez tiene relación directa respecto a la salida de voltaje, es decir, si el sensor mide 25 °C, la salida de voltaje será igual a 250 mV con una precisión de ± 1 °C. Este componente es de baja impedancia, lo cual es una ventaja para el dispositivo debido a que no se requiere adecuadores para conectarlo al microprocesador. 3.2.6.1 Características. Las principales características de este sensor son:

Medición en grados Celsius.

La tensión de salida es proporcional a la temperatura.

Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C.

Opera entre 4 y 30 voltios de alimentación.

Baja impedancia de salida.

Baja corriente de alimentación (60uA).

Bajo costo. Imagen 1. Sensor de temperatura LM35

Fuente:http://www.sherkhan.net/blogs/frikadas/wpcontent/uploads/2009/04/lm35dz.jpg 3.2.7 Skypatrol TT8750. Es un dispositivo GPS basado en tecnología celular GSM/GPRS con el fin de enviar y recibir información de manera oportuna, en tiempo real y de forma precisa con cualquier servidor IP. Su programación orientada a eventos se realiza por medio de comandos AT. Debido a que este

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dispositivo depende de la red celular para enviar y recibir los datos, tiene la capacidad de almacenar información si llega a estar fuera del área de cobertura, permitiendo transmitirla posteriormente. 3.2.7.1 Características. Las principales características del SkyPatrol son:

Servicio de transmisión de paquetes vía GPRS (UDP/TCP).

Tecnología GSM (Capacidad de Voice/SMS).

Batería Interna recargable Li-Ión (3 Horas Autonomía).

Dos (2) entradas digitales.

Una (1) salida digital.

Entrada de detección de ignición.

Programación de eventos, software de programación SkyConfig.

Quad-Band operando en 850/900/1800/1900 MHz

Frecuencia de envió de mensajes: 1 minuto.

Almacenamiento de información: 4,000 registros.

Hasta 25 Geocercas.

Interfaz de configuración: RS232 y SMS. Figura 8. Dispositivo GPS y GPRS SkyPatrol

Fuente:http://equipment.skypatrol.com/manuales/Hardware_Documentation/TT8750/Old/SkyPatrol%20TT8750%20Users%20Guide%20-%20Revision%201.00.pdf 3.2.8 SIM CARD La elección del operador celular se hizo por precio, debido a que en el mercado, hay muchas opciones con similares propuestas y solo la del operador virtual Uff Móvil S.A.S. era la más conveniente y económica de todas.

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3.2.8.1 Plan de datos. Este plan tiene navegación ilimitada por 30 días, contados a partir de la fecha de suscripción y tiene una activación automática del plan por 12 meses. La suscripción de esta fue el 28 de febrero de 2012, no tiene cláusula de permanencia ni tampoco tiene algún tipo de restricción. El número de la línea de la SIM Card es 3044330495 y es utilizado para hacer el pago mensual por valor de $25.000 pesos. 3.2.9 Batería. Se escogió una batería de litio Sky Lipo de 11.1 voltios y capacidad de 2200 mAh. Según los datos de las hojas técnicas el consumo total por hora del dispositivo es: Cuadro 1. Consumo de energía de los componentes según hoja técnica

Dispositivo Consumo promedio

Arduino Mega 2560 65 mA

LCD 27979 50 mA

LM 35 0.05 mA

Max 232 5 mA

RFID Parallax 90 mA

RFID Mifare SL025 80 mA

Sky Patrol 400 mA

Consumo P. Total 690 mA

Fuente: Los autores. Según las mediciones el consumo total por hora del dispositivo es: Cuadro 2. Consumo de energía de los componentes según mediciones

Dispositivo Consumo promedio

Arduino Mega 2560 69 mA

LCD 27979 57 mA

LM 35 0.05 mA

Max 232 5 mA

RFID Parallax 98 mA

RFID Mifare SL025 90 mA

Sky Patrol 420 mA

Consumo P. Total 739 mA

Fuente: Los autores. Al usar una batería con capacidad de 2200 mAh, en uso continuo se tienen una duración aproximada de 3 horas 20 minutos. Pero el Sky patrol solo se prende al

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momento de pedir ubicación GPS y enviar los datos, por lo que daría una duración de 7 horas 20 minutos. 3.3 DIAGRAMA DE CONEXIÓN Figura 9. Diagrama de conexión

Para comunicar el teclado con el microcontrolador, utilizamos 6 puertos digitales y 3 análogos, por los puertos digitales se envía una señal y por los puertos análogos de interrupción se recibe la señal, de esta manera se identifica la tecla presionada con precisión. El lector de radio frecuencia de baja frecuencia se conecto directamente al microcontrolador gracias a que maneja señales TTL y se configuro a una velocidad de 2400 baudios. Para el SkyPatrol y el lector de radio frecuencia de alta se utilizó el MAX232 debido a la incompatibilidad de señales, estos se conectaron en los puertos seriales 1 y 2 respectivamente, a una velocidad de 115200 baudios. En el puerto serial 3 se conecto el LCD a una velocidad de 19200 baudios, velocidad máxima que soporta el LCD utilizado. Y por último, en el puerto análogo 0 se conecto el sensor de temperatura LM35.

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3.4 ESQUEMÁTICOS Figura 10. Esquemático teclado

Es un arreglo de pulsadores conectados en filas y columnas que permite leer varias teclas con un mínimo de entradas y salidas requeridas. El teclado tiene tres (3) filas, y seis (6) columnas, de este modo se tienen dieciocho (18) teclas, y solo se emplean tres (3) puertos análogos y seis (6) digitales. Se creó una secuencia de activación para determinar que tecla fue presionada, revisando una a la vez entre los pines C0 y C5. Para evitar problemas de sincronización a los pines F0, F1 y F2 se anclaron a interrupciones, por lo que las rutinas de interrupción procesaran la tecla presionada. Para ingresar letras se llama la función ASCII, lo que se hace es tomar el número de la variable y lo transforma en una letra, esto se hace sumando sucesivamente el numero ingresado y se divide por el número de letras que hay en cada tecla.

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Figura 11. Esquemático tarjeta concentradora

Se diseñó una tarjeta concentradora que va conectada directamente a los pines de la tarjeta arduino mega 2560, de esta forma se elimina en gran parte la cantidad de cables y reduce las fallas por conexión.

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3.5 DIAGRAMAS DE FLUJO Figura 12. Diagrama de flujo registro del animal

Fuente: Los autores.

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Al dar inicio en el registro del animal se imprime el menú en la pantalla LCD. Si con el cursor se ingresa a la función 1, llama a la subrutina Leer tag RFIF, sino pasa a la función 2. Si con el cursor se ingresa a la función 2, llama a la subrutina fecha de nacimiento, sino pasa a la función 3. Si con el cursor se ingresa a la función 3, llama a la subrutina edad, sino pasa a la función 4. Si con el cursor se ingresa a la función 4, llama a la subrutina raza, sino pasa a la función 5. Si con el cursor se ingresa a la función 5, llama a la subrutina sexo, sino pasa a la función 6. Si con el cursor se ingresa a la función 6, llama a la subrutina peso, sino pasa a la función 7. Si con el cursor se ingresa a la función 7, llama a la subrutina vacunas, sino pasa a la función 8. Si con el cursor se ingresa a la función 8, llama a la subrutina enfermedades, sino pasa a la función 9. Si con el cursor se ingresa a la función 9, llama a la subrutina propietario, sino pasa a la función 10. Si con el cursor se ingresa a la función 10, llama a la subrutina ubicación, sino pasa a la función 11. Si con el cursor se ingresa a la función 11, llama a la subrutina muerte accidental, sino pasa a la función 12. Si con el cursor se ingresa a la función 12, llama a la subrutina transporte, sino pasa a generar perfil. Si con el cursor se ingresa a generar perfil, genera el perfil del animal y sale, sino regresa a funciones.

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Figura 13. Diagrama de flujo subrutina leer tag

Fuente: Los autores. Inicia la subrutina leer tag RFID, se enciende la lectora RFID de baja frecuencia para leer tag. Si la lectura es exitosa registra el número de identificación del tag y sale a menú principal. Si no, espera respuesta de la tecla ESC, si se acciona la tecla ESC sale a menú principal, sino regresa a encender lectora de RFID a hacer una nueva lectura. Figura 14. Diagrama de flujo subrutina fecha de nacimiento


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Inicia la subrutina fecha de nacimiento, con el teclado se captura la fecha de nacimiento en el formato DD/MM/AAAA. Se espera respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter se registra la fecha de nacimiento y sale al menú principal. Sino espera respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino regresa a capturar fecha de nacimiento con el teclado. Figura 15. Diagrama de flujo subrutina edad

Fuente: Los autores. Inicia la subrutina edad, imprime la edad en el LCD que es la diferencia entre la fecha actual y la fecha de nacimiento registrada. Se espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter sale al menú principal, sino sigue mostrando la edad en el LCD.

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Figura 16. Diagrama de flujo subrutina raza

Fuente: Los autores. Inicia subrutina raza, si con el cursor se selecciona la raza 1registra la raza 1 y sale al menú principal, sino pasa a raza 2. Si con el cursor se selecciona la raza 2 registra la raza 2 y sale al menú principal, sino pasa a raza 3. Si con el cursor se selecciona la raza 3 registra la raza 3 y sale al menú principal, sino pasa a Otra. En esta parte se registra una raza nueva que no este en las razas predefinidas.

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Si con el cursor se selecciona otra raza, se captura la nueva raza con el teclado, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con el registro de las razas. Cuando se captura la nueva raza con el teclado, se espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter, registra la nueva raza y sale al menú principal, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con el registro de las razas. Figura 17. Diagrama de flujo subrutina sexo

Fuente: Los autores. Inicia subrutina para la selección del sexo, si con el cursor se selecciona la opción toro, se registra el sexo y sale al menú principal, sino pasa a la siguiente selección. Si con el cursor se selecciona la opción vaca, se registra el sexo y sale al menú principal, sino espera la respuesta de la tecla ESC.

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Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con el registro del sexo. Figura 18. Diagrama de flujo subrutina peso

Fuente: Los autores. Inicia la subrutina para ingresar peso, se captura el peso con el teclado y se espera la respuesta de la tecla Enter. Si se acciona la tecla Enter, se registra el peso del animal y sale al menú principal, sino sigue con la captura del peso del animal con el teclado.

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Figura 19. Diagrama de flujo subrutina vacunas

Fuente: Los autores. Inicia la subrutina de vacunas, se enciende la lectora de RFID de alta, y espera la lectura de los tags de las vacunas. Si lee la vacuna 1, la registra y regresa al encendido de la lectora, sino espera la lectura de la vacuna 2. Si lee la vacuna 2, la registra y regresa al encendido de la lectora, sino espera la lectura de la vacuna 3. Si lee la vacuna 3, la registra y regresa al encendido de la lectora, sino espera la respuesta de la tecla Enter en finalizar. Si se acciona la tecla Enter sale al menú principal, sino enciende la lectora de RFID de alta y espera la lectura de vacunas.

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Figura 20. Diagrama de flujo subrutina enfermedades

Fuente: Los autores. Inicia la subrutina de enfermedades, si con el cursor se selecciona la enfermedad 1, la registra y vuelve a la selección de enfermedades ya que puede presentarse varias al mismo tiempo. Si no pasa con el cursor a la enfermedad 2. Si con el cursor se selecciona la enfermedad 2, la registra y vuelve a la selección de enfermedades ya que puede presentarse varias al mismo tiempo. Si no pasa con el cursor a la enfermedad 3. Si con el cursor se selecciona la enfermedad 3, la registra y vuelve a la selección de enfermedades ya que puede presentarse varias al mismo tiempo. Sino espera la respuesta de la tecla Enter en finalizar. Si se acciona la tecla Enter en finalizar sale al menú principal, sino regresa a la selección de enfermedades.

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Figura 21. Diagrama de flujo subrutina propietario

Fuente: Los autores. Inicia la subrutina propietario, con el teclado se captura el nombre del propietario y espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter registra el nombre del propietario y pasa a capturar el apellido del propietario con el teclado, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con la captura del nombre del propietario con el teclado.

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Se captura el apellido del propietario con el teclado y se espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter registra el apellido del propietario y pasa a capturar la cedula con el teclado, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con la captura del apellido del propietario con el teclado. Se captura la cedula del propietario con el teclado y se espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter registra la cedula del propietario y sale al menú principal, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con la captura de la cedula del propietario con el teclado. Figura 22. Diagrama de flujo subrutina ubicación


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Inicia la subrutina ubicación, con el teclado se captura el departamento y espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter registra el departamento y pasa a capturar la localidad con el teclado, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con la captura del departamento con el teclado. Se captura la localidad con el teclado y se espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter registra la localidad y pasa a capturar la finca con el teclado, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con la captura de la localidad con el teclado. Se captura la finca con el teclado y se espera la respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter registra la finca y sale al menú principal, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con la captura de la finca con el teclado. Figura 23. Diagrama de flujo subrutina muerte accidental


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Inicia subrutina muerte accidental, con el teclado captura el motivo de la muerte accidental, espera respuesta de la tecla Enter, si se acciona la tecla Enter registra la muerte accidental y sale al menú principal, sino sigue con la captura del motivo de la muerte accidental con el teclado. Figura 24. Diagrama de flujo subrutina transporte


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Inicia la subrutina de transporte, se enciende el GPS, si la ubicación es exitosa, registra la ubicación y enciende el sensor de temperatura, sino espera la respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue con la búsqueda de la ubicación con el GPS. Se enciende el sensor de temperatura, si la lectura de la temperatura es exitosa, la registra y sale al menú principal, sino espera respuesta de la tecla ESC. Si se acciona la tecla ESC sale al menú principal, sino sigue esperando que el sensor de la lectura de la temperatura.

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4. PRUEBAS REALIZADAS

A continuación se probara el teclado alfanumérico, esta prueba se imprimirá directamente en pantalla LCD. Figura 25. Diseño del teclado

Fuente: Los autores. La prueba se iniciará con la parte numérica y se presionará teclas de manera aleatoria. Prueba con la tecla número cinco (5).

Para que este número saliera en la pantalla, se requirió hacer lo siguiente:

1. Determinar las coordenadas de la tecla, para el cinco (5) son (C1, F1). 2. Se asigna esas coordenadas al número cinco (5). 3. Se imprime esa asignación en el LCD.

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Este funcionamiento es similar para todas las teclas. Ahora se probará con una secuencia de números aleatorios.

Se comprueba que la parte numérica del teclado funciona correctamente, ahora se continuara con las letras.

Se presiona la tecla “JKL” y se obtiene el siguiente resultado en pantalla:

Ahora se intentará escribir la palabra “prototipo”.

Las teclas de navegación, escape y “enter” requieren programación avanzada para comprobar su correcto funcionamiento. A continuación se ilustrará y demostrará el funcionamiento del dispositivo:

Encendido: Se presiona el interruptor ubicado en la parte inferior izquierda (botón rojo), e inmediatamente se encenderá la pantalla y mostrara la siguiente información.

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Registro de información del animal: Utilizando la tecla de navegación, se desplaza a la función “REGISTRAR ANIMAL” y se presiona la tecla “enter”.

Al entrar a la función registro, en la pantalla aparecen las opciones: Leer tag RF, Fecha de nacimiento, Edad, Raza, Sexo, Peso, Vacunas, Enfermedades, Propietario, Ubicación, Movimientos, Muerte, Transporte, Generar perfil. Dependiendo de lo que se quiera realizar, se desplaza el cursor a la opción deseada y se presiona “enter”. Para empezar se debe leer el código del tag, entonces se aproxima el tag al lector de RF ubicado en la parte superior del dispositivo.

Después de aproximarse el tag, el dispositivo captura el código único que representa dicho tag, siendo este el código de identificación del animal.

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Para registrar la fecha de nacimiento, se desplaza el cursor a la “fecha de nacimiento” y se presiona “enter”.

Inmediatamente aparece la siguiente pantalla, en donde por medio del teclado alfanumérico se ingresa la fecha de nacimiento con el formato día, mes y año.

Para conocer la edad del animal, el dispositivo resta la fecha de nacimiento a la fecha actual y determina la edad exacta de este.

Para ingresar la raza del animal, se desplaza el cursor a la función “Raza” y se presiona “enter”.

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Al entrar a la opción raza, se despliega un listado de las razas de bovinos existentes en Colombia, se procede a desplazar el cursor a la raza del animal y se presiona “enter”.

Para ingresar el sexo del animal, se desplaza el cursor a la función “sexo” y se presiona “enter”.

Al entrar a la función sexo, se despliegan las opciones “vaca” y “toro” y se procede a escoger el correspondiente por medio de las teclas de navegación.

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Para ingresar el peso del animal, se desplaza el cursor a la función “peso” y se presiona “enter”.

Al ingresar a la función peso aparece la siguiente pantalla:

Por medio del teclado alfanumérico, se procede a digitar el peso del animal equivalente en kilogramos.

La función “vacunas” es opcional. Para ingresar la o las vacunas que le han aplicado al animal, se desplaza el cursor a la función “vacunas” y se presiona “enter”.

Al entrar a la opción “vacunas”, se despliega un listado de las vacunas que se le aplican al ganado bovino, estas vacunas se registran automáticamente con un tag RF de altas, por lo que no permite usar el cursor.

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Para ingresar las enfermedades que el animal haya padecido o que padezca en la actualidad, se desplaza el cursor a la función “enfermedades” y se presiona “enter”.

Al entrar a la opción enfermedades, se despliega un listado de enfermedades que se presenta en el ganado bovino en Colombia, se procede a desplazar el cursor a la enfermedad y se presiona “enter”.

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Para ingresar los datos del propietario del animal, se desplaza el cursor a la función “propietario” y se presiona “enter”.

Al entrar a la función propietario, aparecen las opciones: Nombre, apellido y número de cedula.

Al entrar a la opción nombre, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el nombre del propietario.

Al entrar a la opción apellido, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el apellido del propietario.

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Al entrar a la opción cédula, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el número de cédula del propietario.

Para ingresar la ubicación del animal, se desplaza el cursor a la función “ubicación” y se presiona enter.

Al entrar a la función ubicación, aparecen las opciones: departamento, localidad y finca.

Al entrar a la opción departamento, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el departamento donde está ubicado el animal.

Al entrar a la opción localidad, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar la ciudad, municipio o corregimiento donde está ubicado el animal.

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Al entrar a la opción finca, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el nombre de la finca donde está ubicado el animal.

Para ingresar la muerte prematura del animal, se desplaza el cursor a la función “muerte” y se presiona enter. En esta se registra la muerte automáticamente al presionar nuevamente enter.

Al entrar en la funcion transporte, el dispositivo envia constantemente la ubicación y temperatura del mismo cada minuto.

Pantalla cuando el dispositivo aun no determina la posicion exacta.

Pantalla cuando el dispositivo determina la latitud y longitud del dispositivo.

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Al entrar en la funcion generar perfil, el dispositivo envia al servidor toda la informacion recopilada con anterioridad.

Pantalla indicando que la información está siendo enviada al servidor.

Este es el SkyPatrol funcionando correctamente. El led rojo indica que el dispositivo esta encendido, el led verde indica que está conectado a la red GSM/GPRS y el azul indica que tiene la localización del dispositivo.

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Esta es la pantalla del servidor, aquí se conecta con el SkyPatrol por medio del GSM/GPRS y se recibe la informacion, por ejemplo la ubicación exacta del dispositivo y la temperatura del mismo. En recuadro blanco se debe ingresar el nombre del dispositivo que se le ha asignado por programación al SkyPatrol, en este caso el nombre es SKY_SERVER, y posteriormente se presiona conectar.

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La página para hacer pruebas de envío y recepción de los datos que se han ingresado al dispositivo es: http://apitest.enfora.com/udpapp/ En esta imagen se muestra cuando el servidor de enfora esta buscando al SkyPatrol del dispositivo.

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En esta imagen se muestra que ya el servidor de enfora encontro al SkyPatrol y en la parte inferior del recuadro Log se puede observar que ya esta llegando los datos de localizacion y temperatura del dispositivo.

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En esta pantalla se muestra cuando se recibe toda la información recopilada en el dispositivo, todo esto se da al seleccionar la función “Generar perfil”.

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Esta es la pantalla con toda la información.

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5. CONCLUSIONES

Mediante la elaboración del proyecto se concluyó que:

En el transcurso de la elaboración de este proyecto se cumplieron todos los objetivos dando como resultado el diseño e implementación de un dispositivo electrónico que integra tecnologías RFID, GPS y GPRS para el control de la trazabilidad del ganado en Colombia.

En primera estancia se estudio las etapas de la trazabilidad del ganado, es decir, todos los elementos que tienen que ver con la historia del animal, así se pudo establecer los requerimientos que debe tener un dispositivo electrónico para mejorar la calidad dichos procesos.

Posteriormente se determino las características de los componentes más adecuados para optimizar la eficiencia del dispositivo, para ello se evaluó características de diferentes componentes y se eligieron los que podían cumplir con los requerimientos.

Al realizar los pasos anteriores se desarrollo la propuesta de arquitectura tecnológica, que permite el monitoreo de los estándares requeridos en cada uno de los procesos de la trazabilidad.

Analizada la bibliografía que se estudió en el desarrollo del proyecto se encontró que no se ha efectuado hasta la fecha ninguna investigación similar a la propuesta presentada para la implementación del dispositivo electrónico para el control de la trazabilidad del ganado.

Para el envío de datos se usó el protocolo UDP por su bajo costo respecto al protocolo TCP y porque se puede enviar información sin establecer una conexión previa ya que los datos incorporan suficiente información de direccionamiento en su cabecera; y se usó ACK para la comprobación del envío de datos sin errores.

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6. RECOMENDACIONES

Cuando se elabore un dispositivo con tecnologías RFID, GPS y GPRS se recomienda: • Para que el GPS y GPRS funcione es vital el uso del servicio de internet inalámbrico, por lo tanto es importante escoger el proveedor teniendo en cuenta la velocidad de descarga. Muchos de los proveedores existentes en Colombia tienen restricción en la velocidad de descarga lo que haría que el dispositivo no funcione de manera optima, por esa razón se debe escoger un plan que no tenga restricción en la velocidad y que su cobertura sea a nivel nacional. • Cuando se está elaborando un hardware, en especial cuando es un prototipo es importante tener el doble de materiales para prever errores o contingencias que se puedan presentar, esto debido a que muchos de estos materiales deben ser importados y se demoran en llegar, por lo que al comprar mínimo dos componentes se ahorra tiempo y dinero pues se pagaría un solo flete y se contaría con la materia prima para resolver cualquier problema que se pueda presentar. • Hay herramientas que están disponibles en el mercado para realizar proyectos, pero unas son más fáciles de programar debido a las características externas e internas que estos poseen. Para la realización de este dispositivo se escogió el ATMEGA2560 porque tiene una memoria grande que facilita la programación, y se puede desarrollar en un lenguaje más sencillo. • En un futuro se puede realizar como complemento al dispositivo electrónico RFID con GPS y GPRS, un dispositivo de control de temperatura en transporte refrigerado y en almacenamiento. Este controlador de temperatura ayudaría a cumplir con las temperaturas reglamentadas en cada proceso.

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7. BIBLIOGRAFÍA

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http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/7340/1/M%C3%A1rketing%20RFID.pdf

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ANEXOS

ANEXO A. MANUAL DEL USUARIO Manual del usuario. 1. Cómo iniciar el dispositivo. Para iniciar el dispositivo, se debe presionar el interruptor mostrado en la imagen 1 interruptor, que está ubicado en la parte inferior izquierda y se deja en posición de encendido “ON”. Imagen 2. Interruptor

Fuente: Los autores. 2. Cómo registrar un animal. Para registrar un animal se deben seguir los siguientes pasos:

Seleccionar la función “REGISTRAR ANIMAL” se lleva el cursor como se

muestra en la imagen 2 utilizando la tecla de navegación abajo y luego

presionar la tecla enter . Imagen 3.

Al entrar en esta función, en la pantalla aparecen las opciones: Leer tag, Fecha de nacimiento, Edad, Raza, Sexo, Peso, Vacunas, Enfermedades, Propietario, Ubicación, Movimientos, Muerte, Transporte y General perfil. Inmediatamente se debe proceder a la opción “Leer TAG RF” como se muestra en

la imagen 3 presionando la tecla enter .

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Imagen 4.

Luego de hacer esto, en pantalla se mostrara la información mostrada en la imagen 4 indicando que el dispositivo está a la espera de capturar el código único del tag. Imagen 5.

Después de aproximarse el tag, el dispositivo captura el código único que representa dicho tag como se muestra en la imagen 5, siendo este el código de

identificación único del animal, y se presiona enter para validar los datos. Imagen 6

Para registrar la fecha de nacimiento, se desplaza el cursor a la “fecha de nacimiento” como se muestra en la imagen 6 utilizando la tecla de navegacion

abajo y se presiona enter . Imagen 7

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Inmediatamente aparece la siguiente pantalla imagen 7, en donde por medio del teclado alfanumérico se ingresa la fecha de nacimiento con el formato día, mes y año. Imagen 8

Para conocer la edad del animal, el dispositivo resta la fecha de nacimiento a la fecha actual y determina la edad exacta de este. Para esto se debe seleccionar la

edad imagen 8 con las teclas de navegación y presionar enter . Imagen 9

Imagen 10. Pantalla indicando el formato de la edad del animal

Para ingresar la raza del animal, se desplaza el cursor a la función “raza” como se

muestra en la imagen 10 y se presiona enter . Imagen 11

Al entrar a la opción raza, se despliega un listado de las razas de bovinos existentes en Colombia, se procede a desplazar el cursor a la raza del animal y se

presiona enter .

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Para ingresar el sexo del animal, se desplaza el cursor a la función “sexo” como

se muestra en la imagen 11 y se presiona enter . Imagen 12.

Al entrar a la función sexo, se despliegan las opciones “vaca” y “toro” como se muestra en la imagen 12 y se procede a escoger el correspondiente por medio de

las teclas de navegación izquierda o derecha y luego presionar

enter . Imagen 13

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Para ingresar el peso del animal, se desplaza el cursor a la función “peso” como

se muestra en la imagen 13 y luego se presiona enter . Imagen 14

Al ingresar a la función peso aparece la siguiente pantalla:

Por medio del teclado alfanumérico, se procede a digitar el peso del animal equivalente en kilogramos, como se muestra en la siguiente imagen.

La función vacunas es opcional. Para ingresar la o las vacunas que le han aplicado al animal, se desplaza el cursor con las teclas de navegación a la función

“vacunas” y se presiona enter .

Al entrar a la opción “vacunas”, se despliega un listado de las vacunas como se muestra en las imágenes 14 y 15 que se le aplican al ganado bovino, estas vacunas se registran automáticamente con un tag RF de altas, por lo que no se

permite confirmar usando el cursor en combinación con la tecla enter .

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Imagen 15

Imagen 16

Para ingresar las enfermedades que el animal haya padecido o que padezca en la actualidad, se desplaza el cursor a la función “enfermedades” comose muestra en

la imagen 16 y luego se presiona enter . Imagen 17

Al entrar a la opción enfermedades, se despliega un listado de enfermedades como se muestra en las imagenes 17, 18, 19 y 20 que se selecciona

individualmente con las teclas de navegación arriba y abajo y se presiona

enter en cada una, se procede a desplazar el cursor a la enfermedad y se presiona enter. Imagen 18

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Imagen 19

Imagen 20

Imagen 21

Para ingresar los datos del propietario del animal, se desplaza el cursor a la función “propietario” como se muestra en la imagen 21 y luego se presiona

enter . Imagen 22

Al entrar a la función propietario, aparecen las opciones: Nombre, apellido y número de cedula, como se muestra en la imagen 22. Imagen 23

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Al entrar a la opción nombre, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el nombre del propietario con el teclado alfanumérico, y luego se presiona

enter .

Al entrar a la opción apellido, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el apellido del propietariocon el teclado alfanumérico, y luego se presiona

enter .

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Al entrar a la opción cédula, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el número de cédula del propietariocon el teclado alfanumérico, y luego

se presiona enter .

Para ingresar la ubicación del animal, se desplaza el cursor a la función

“ubicación” como se muestra en la imagen 23 y luego se presiona enter . Imagen 24

Al entrar a la función ubicación, aparecen las opciones: departamento, localidad y finca.

Al entrar a la opción departamento, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el departamento donde está ubicado el animal, y luego se

presiona enter .

Al entrar a la opción localidad, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar la ciudad, municipio o corregimiento donde está ubicado el animal, y

luego se presiona enter .

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Al entrar a la opción finca, por medio del teclado alfanumérico, se procede a ingresar el nombre de la finca donde está ubicado el animal, y luego se presiona

enter .

Para ingresar la muerte prematura del animal, se desplaza el cursor a la función “muerte” y se presiona enter. En esta se registra la posible razón de la muerte al y

luego se presiona enter .

Al entrar en la funcion transporte, el dispositivo envia constantemente la ubicación y temperatura del mismo cada minuto.

Pantalla cuando el dispositivo aun no determina la posicion exacta.

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Pantalla cuando el dispositivo determina la latitud y longitud del dispositivo.

Al entrar en la funcion generar perfil, el dispositivo envia al servidor toda la informacion recopilada con anterioridad.

Pantalla indicando que la información está siendo enviada al servidor.

Después de todos estos pasos, el dispositivo regresa al menú principal, indicando que el animal ha sido registrado satisfactoriamente.

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ANEXO B. Foto del prototipo


dispositivo electrÓnico para el control de la...

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