8/16/2019 Telemetría Vehicular Vía Internet

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Telemetría Vehicular Vía InternetMarlon Navarro Álvarez

Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia

marlonnavarro@etb.net.co

Abstract --El presente trabajo tiene como objetivo estudiar laimplementación de un sistema embebido para la telemetría deun automóvil vía internet móvil. Se plantean que tecnologíashay disponibles para el monitoreo y diagnostico de unautomóvil tales como OBD (On Board Diagnostics) oprotocolos de comunicación de diversas unidadeselectrónicas de control (ECU) tales como CAN (ControllerArea Networks) o J1850. Además también se desarrollarántecnologías móviles de conexión a internet que son usadashoy en día y qu e son uti lizadas en tales sistemas. También se

estudiaran que softwares serán implementados para eldesenvolvimiento de programas que ejecuten la telemetríaademás bajo que clase de vehículos se podrán ejecutar laspruebas.

1 INTRODUCCIÓN

El proyecto propone el desarrollo de una plataforma en un sistemapara telemonitorear vehículos basados en una FPGA. Uno de los objetivosdel proyecto es permitir que el usuario obtenga información sobre elestado del vehículo para la FPGA a través de alguna aplicación en uncelular [1].

 Asociada con la amplia difusión de los teléfonos móviles en lasociedad, la capacidad de acceder a la información sobre el estado delvehículo, incluida su ubicación y enviar comandos a través del celular,son características de un nicho de mercado aun no explorado, y unaoportunidad para el desarrollo de un producto innovador con un atractivocomercial fuerte. [20]

2 MARCO TEÓRICO

2.1 TELEMETRÍA

Telemetría es una forma de tecnología muy propagada en diversasaéreas de la ciencia, como la medicina o la biología. Consiste en lamedición de datos a analizar y consecuentemente enviar esos datos a

una estación base para su posterior análisis.

Tales sistemas difieren entre si tanto por la tecnología empleadacomo por la arquitectura adecuada a cada necesidad. Normalmente seimplementa en sitios de difícil acceso posibilitando el monitoreo constantedesde otro punto de acuerdo a las distancias y las bandas de transmisión.

Considerando que el lugar de instalación es un automóvil y quecircula en un ambiente urbano, fue escogida la interfaz de hardware y latécnica de comunicación adecuada para facilitar el acceso a unacumulador de datos remoto: Acceso a Internet vía la red celular dondetiene acceso aun

servidor desde cualquier lugar del mundo para servir como acumulador dedatos.

2.2 ÁNALISIS DE ARQUITECTURA

La arquitectura propuesta sugiere la conexión remota a undispositivo que esta siendo medido, configurando una arquitectura cliente-servidor donde el servidor es el que toma y registra los datos. Estaarquitectura puede ser visualizada en la Fig. 1.

 Analizando esta arquitectura para una aplicación automotriz estaparece ideal por las siguientes razones:

• 

Las conexiones móviles son inestables y se puedenperder en un intercambio de comunicación, inclusocuando el vehículo esta fuera del alcance.

Esta arquitectura es plausible para sistemas que tienen unaconexión estable o constante con internet. Este no es el caso.

Una arquitectura para medición del desempeño de vehículos víainternet es propuesta por [5]. La arquitectura propuesta considera estas

dificultades y establece un flujo contrario, donde la maquina cliente estaen el vehículo, en cuanto un servidor remoto recibe los datos enviadospor el vehículo constantemente o los almacena constantemente. Lasmaquinas clientes entonces se conectan a este servidor intermediariopara hacer consultas. Un diagrama de esta arquitectura puede ser vistoen la Fig 2.

La arquitectura del sistema se basa en esto, mucho más plausibleen un entorno de automóvil. La medición constante por el sistema seráalmacenada localmente antes de que acontezca una tentativa de envió,evitando que los datos sean perdidos.

Figura 1  Arquitectura para telemetría vía Internet [6].

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definición de servicios pervasivos con capacidades de monitorización dela red viaria procesamiento global, e inferencia descentralizada deinformación contextual adaptada a las preferencias de los usuarios.

5.4 AUTOMOTIVE DATA ACQUISITION SYSTEM –FST [13]

Está tesis aborda el diseño, implementación y validación de unsistema de telemetría para un vehículo prototipo de la fórmula estudiantil,teniendo en cuenta la red existente CAN-Bus de sensores. Para lograresto, el sistema se dividió en dos bloques: Una estación móvil y unaestación base. La primera esta situada en el automóvil y esta conectada alos sensores a través del bus CAN. Esta estación móvil tiene la función deregistrar localmente los datos generados por la actividad del bus ytambién de transferir estos datos inalámbricamente a la estación baselocalizada fuera de la pista. El Segundo tiene la función de recojer losdatos enviados a través del enlace inalámbrico y presentarlo a través deuna plataforma amigable para el usuario. Además de la operación On-Line, la estación base esta en la capacidad de mostrar los registros desesiones anteriores para su análisis.

El sistema de telemetría desarrollado fue implementado con éxitoen una pista de prácticas, siendo capaz de registrar de forma fiable datosdel BUS CAN. El desempeño del enlace de radio entre estaciones fuetambién evaluado tanto en ambientes controlados y reales con el fin deentender los límites del sistema. Los resultados visto exponen unavelocidad de datos inalámbricos de 4.28 KB/s para una posición típica enla pista

5.5 MONITOREO Y MEDICIÓN DE SIGNOS VITALES ATRAVÉS DE INTERNET

Este proyecto fue concebido con la idea de ayudar a los médicos arealizar un monitoreo rápido y eficiente de pacientes en cuidadosintensivos, desde cualquier lugar con acceso a Internet en el que además

incluye el uso de alarmas telefónicas para dar aviso de emergencia [16].

5.6 CONTROL Y MONITOREO DE TEMPERATURA VÍAINTERNET

Tesis en la que se hace un sistema de control de temperatura conmonitoreo web, se pretende controlar y monitorear la temperatura de unrecinto haciendo uso de LabVIEW y de el internet. [17].

5.7 FORMULA CAR WIRELESS TELEMETRY SYSTEM

Se diseña un proceso de ajuste al carro antes, durante y despuésde la carrera, a partir de datos tomados del motor, suspensión, de latransmisión durante las carreras Ayudando al equipo a analizar el

desempeño del vehículo durante las carreras en la Universidad de Akron [18].

5.8 IMPLEMENTACIÓN INTEGRADA DE UNAPLATAFORMA TELEMATÍCA BASADA ENESTÁNDARES PARA MONITORIZACIÓN DE PACIENTES

Esta propuesta se basa en un elemento concentrador (gateway)que recopila toda la información adquirida por los diferentes dispositivosmédicos de seguimiento del paciente. Este gateway se comunica, através de la red de acceso, con un servidor remoto que gestiona losdiferentes gateway y que centraliza la información proveniente de cada

escenario de monitorización de paciente (de ahí su nombre: servidor detelemonitorización). Por último, el servidor de telemonitorización seconecta, a través de la red de comunicaciones, con el servidor de HCEdel hospital para almacenar la información asociada a cada paciente ensu correspondiente base de datos [19].

6. METODOLOGÍA

Para alcanzar los objetivos, se pueden resaltar los siguientespasos:

•   Arquitectura del sistema y entorno de desarrollo: Esnecesario ante todo conocer el entorno de desarrolloutilizado y cual será su arquitectura.

•   Adquisición de datos: Es necesario que el sistema puedaacceder a datos de funcionamiento del vehículo. Esnecesario que sea definido el hardware y/o softwarenecesario.

•  Procesamiento de datos: Después de recuperar los datos,

el sistema deberá tratarlos y enviarlos. Aquí puedeseleccionar que servidores recibirán los datos. Porejemplo puede haber un destino para gestión de datos yotro destino de datos para problemas y defectos.

•  Envió de datos: Estudiar la tecnología que será utilizadapara el envió, considerando la posibilidad de múltiplesprotocolos si es posible. Por ejemplo, los datos para elconductor puede hacerse a través de SMS. Los datos aúnservidor en internet se pueden enviar a través de GPRS.

•   Arquitectura de un sistema servidor : Aumentar las

posibilidades de recepción de esos datos a través deInternet. Que tipo de protocolo y de software se usarapara recibir esos datos. Además, de que estadísticaspueden ser levantadas por el servidor.

7 REFERENCIAS

[1] A.C. De Moraes Neto, _Telemetria Automotiva via Internet Móvel,_Universidad de Brasilía, de dezembro de. 2009.

[2] N.J. Kumar, _Sti concepts for bit-bang communication protocols,_ 2003.[3] P. Dzhelekarski y D. Alexiev, _SMART OBDII INTERFACE ADAPTER.[4] P. Dzhelekarski y D. Alexiev, _Reading and interpreting diagnostic data from

vehicle OBDII system,_ 2005.[5] P. Dzhelekarski y D. Alexiev, _Reading and interpreting diagnostic data from

vehicle OBDII system,_ 2005.[6] OBD GPS Logger for Linux and OSX._[7] J. Bell, _Network protocols used in the automotive industry,_ The University of

Wales, Aberystwyth, 2002, págs. 07_24.[8] P. Dzhelekarski y D. Alexiev, _Initializing communication to vehicle OBDII

system,_ Proceedings of the Fourteenth Int. Conference ELECTRONICS,págs. 46_52.

[9] D.J. Oliver, _Implementing the J1850 protocol,_ Obtainable fromhttp://developer.intel. com/design/intarch/papers/j1850 wp. htm.

[10] P. Dzhelekarski, V. Zerbe, y D. Alexiev, _FPGA implementation of bit timinglogic of CAN controller,_ Electronics Technology: Meeting the Challenges ofElectronics Technology Progress, 2004.27th International Spring Seminaron, 2004.

[11] R. Makowitz y C. Temple, _FlexRay-a communication network for automotivecontrol systems,_ 2006 IEEE International Workshop on FactoryCommunication Systems, 2006, págs. 207_212.

[12] N. Khan, Z. Saleem, y C.C. Hoong, _An experiment on internet basedtelemetry, Proceedings of the 6th WSEAS International Conference onElectronics, Hardware, Wireless and Optical Communications table ofcontents, 2007, págs. 68_78.

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[13] Copeto, David Rua, _Automotive data acquisition system - FST_ Dissertationfor obtaining the Master's Degree in Electrical and Computer Engineering,Universidade Técnica de Lisboa, 2009.

[14] Pfarr, Alex, Peterman Emily, Young Clint y Cooper Lonny, _Telemetry Systemfor the University of Idaho Formula SAE Vehicle_, University Idaho, 2007

[15] Lozano, José Santa, Arquitectura de una plataforma telemática para el

despliegue de servicios Ubicuos en el ámbito de los sistemas inteligentes detransporte. Tesis doctora,Universidad de Murcia, 2009.[16] R. Salinas, Monitoreo y medicion de signos vitales a traves de internet.

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/2009.[17] C. P. G., A. Gonzalez, and A. S. Orozco, Control y monitoreo de

temperatura via internet. PhD thesis, Escuela superior de ingeniería mecánicay eléctrica unidad Zacatenco, Zacatenco, Aug. 2008.

[18] Vince Formica,Bryan Sobczyk, Formula Car Wireless Telemetry System(FCWTS),Senior Project Final Report, Universidad de Akron, April 26, 2004

[19] I. Martínez*, J. Fernández*, M. Galárraga**, L. Serrano**, P. de Toledo***, J.García*Univ. Zaragoza/Instituto de Investigación en Ing. Aragón (I3A), c/ Maríade Luna, 3. 50018 _ Zaragoza. **, Implementación Integrada de unaPlataforma Telemática Basada en Estándares para Monitorización dePacientes, Univ. Pública de Navarra/Dep. Ing. Eléctrica y Electrónica, Campusde Arrosad ía s/n. E - 31006 Pamplona. *** Univ. Politécnica de Madrid/Grupode Bioingeniería /ETSIT, Ciudad Universitaria s/n - 28040 Madrid. Teléfono:976 76 19 45 Fax: 976 76 21 11 E-mail: imr@unizar.es

[20] Magney, Phil, In-vehicle telematics: current & future directions TelematicsResearch group, Inc. 2004. www.telematicsresearch.com.

Elaborado por:

MARLON NAVARRO ALVAREZCOD 20082273025SEMINARIO DE INVESTIGACIÓNUNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO J OSE DE CALDAS