Universidad Francisco Gavidia

Transcripción

1 Universidad Francisco Gavidia Facultad de Ingeniería y Arquitectura Trabajo de Graduación: Aplicación de un Sistema de Televigilancia para Centros de Educación Parvularia, utilizando Internet como medio de transmisión. Caso Practico: Colegio Cristiano Josué Sección Parvularia Presentado por: Hugo Alonso José López Serpas Edgar Alexander Recinos Mejía Previa obtención al titulo: Ingeniero en Telecomunicaciones San Salvador, Martes 23 de Octubre del 2007

2 Autoridades Ing. Mario Antonio Ruiz Ramírez Rector Lic. Teresa de Jesús Gonzales de Mendoza Secretaria General Ing. Roberto Arístides Castellón Murcia Decano de la Facultad de Ingeniera y Arquitectura

3 Acta de Aprobación

4 Agradecimientos Al haber finalizado mi trabajo de Graduación, quiero agradecer: A DIOS todopoderoso, por iluminar y bendecir mi vida, por permitirme cumplir un sueño y alcanzar una nueva meta. A Mis Padres, José Oscar Recinos Crespín (Q.D.D.G.) y María Odilia Mejía Cordero, por haberme formado y apoyado en todo momento, darme ánimos y ayudarme a alcanzar una meta más en mi vida. Porque me inculcaron sentido de responsabilidad, motivarme a seguir mis estudios y alcanzar un nuevo éxito más que comparto con ellos. A mi Hermano José Oscar Recinos Mejía, cuñada y sobrinos, que han estado en los momentos que solicite su ayuda y apoyo. A mi Familia, por apoyarme en mis metas, objetivos de mi vida y ayudar a obtener un nuevo éxito en mi vida académica. A mi compañero del Trabajo de Graduación, por el valioso tiempo dedicado a desarrollar y terminar este ultimo objetivo y así poder alcanzar nuestro éxito. A mis Amigos, que cada uno con su apoyo ayudaron a que alcanzara a cumplir una meta más. Edgar Alexander Recinos Mejía

5 Al haber finalizado mi trabajo de Graduación, quiero agradecer: En primer lugar a DIOS, que sin El no hubiera podido llegar a ser lo que soy y alcanzar lo que tengo. Porque es lo más importante en mi vida y todos mis sueños y anhelos están puestos en El. A mis padres Byron Hugo López Orellana y Rita María Serpas de López, por todo su apoyo, porque siempre creyeron en mi y me alentaron a seguir adelante y cumplir todas mis metas académicas. A mi madre por todo el esfuerzo que realizo en el último año de mi carrera y por todos sus consejos. Gracias. A mi hermana que siempre me apoyo, y siempre estuvo dispuesta a ayudarme cuando fuera necesario. A mi sobrina que siempre trajo momentos de alegría y paz en todos estos años. A mis pastores, que creyeron en mí y decidieron detener momentáneamente algunos proyectos con tal de que yo terminara mis estudios. A mi pastora por todos sus consejos y apoyo, porque nunca ha dejo de creer en mí. A mis amigos (Ruth y Juan) que aunque ya no los tenga cerca siempre fueron un gran apoyo y siempre me alentaron a terminar mi carrera. Y a los que tengo cerca que siempre estuvieron pendientes y siempre me mostraron su apoyo y cariño. Y a todos los que tuvieron parte en ayudarme a cumplir esta meta Gracias!!! Hugo Alonso José López Serpas

6 Agradecemos a DIOS por la vida y por las fuerzas que nos dio en todo este trayecto, que siempre nos alentó a ser mejores y a ayudar a los demás. Agradecemos a las autoridades del Colegio Cristiano José Sección Parvularia, especialmente a la Coordinadora General Iliana de Morales, por todo el apoyo que nos brindaron y por abrirnos las puertas del Colegio para realizar el estudio de nuestro proyecto. Por brindarnos toda la información necesaria y por siempre tener una sonrisa cuando llegábamos. Gracias por sus consejos y por su actitud tan servicial que siempre mostro. A Erick Bustamante Gerente de Ventas y Proyectos y a la empresa AVP Broadcast Solutions, por la colaboración que nos brindaron y abrirnos las puertas sin mostrar ningún tipo de interés, por siempre recibirnos y ayudarnos en todo lo que estaba a su alcance. Por prestarse a proveer una demostración con los equipos de video. Por la ayuda brindada en la instalación y configuración, aun cuando el clima no era el mejor. Gracias por todos sus consejos y ayuda.

7 TABLA DE CONTENIDO Tabla de Contenido... i Resumen... vi Introducción... vii Objetivo General... viii Objetivos Específicos... viii Alcances... ix Limitaciones... ix Justificación... x Planteamiento del problema a resolver... xi Estado A xi Proceso Esquema de la Caja Negra xii Estado B xiii Resultados Esperados... xiii CAPITULO I - EDUCACION PARVULARIA Qué entendemos por Educación Parvularia? Objetivo de la Educación Parvularia Fines de la Educación Parvularia Fundamentos Educativos Estimulación Temprana Fundamentación Jurídica Qué rol juegan las Instituciones del Gobierno? Historia de la Institución Educativa Colegio Cristiano Josué Sección Parvularia CAPITULO II - DISEÑO CONCEPTUAL DE LA SOLUCION AL PROBLEMA Topología de Redes Redes de Área Local LAN Topología de las Redes LAN Redes de Área Amplia WAN Topología Punto a Punto Topología de Anillo Topología en Estrella Topología en malla Redes de Área Metropolitana MAN 23 i

8 2.2 Líneas de Transmisión Cable UTP Cable Coaxial Fibra Óptica Wireless Modelo de Referencia OSI Estándares de la IEEE Protocolos Modelo TCP/IP Internet Generalidades Que es la Red La conexión Protocolo FTP Intranet Otros servicios WEB Web Hosting Antecedentes Historia de la WEB Elementos que lo componen Arquitectura cliente/servidor Organización de la información distribuida Tipos de información Hardware y Software Hardware Software Otras características Tipos de páginas WEB Sitios de Negocios Sitios de Servicio Sitios de Comercio Electrónico Sitios de Imagen Corporativa Aspectos a considerar Transmisión de Video ii

9 2.5.1 Generalidades Instalaciones de CCTV tradicionales Ventajas de utilizar la tecnología de video en red Accesibilidad remota Flexibilidad Economía Almacenamiento en discos duros Escalabilidad Preparada para el futuro Versatilidad en el uso Cámara de red Servidor de vídeo Monitorización remota Libertad para elegir almacenamiento del vídeo local o remoto Cómo conectarse Broadcasting Cargar imágenes en un website usando FTP Mecanismos de activación Dispositivos externos de Entrada/Salida Detección de Movimiento Software de Visualización Seguridad de red Capturar imágenes Montaje de cámaras en exteriores Iluminación Calidad de imagen Audio Almacenamiento y transmisión Resolución Estándares de compresión Estándares de compresión para imágenes estáticas Estándares de compresión de vídeo Redes IP Hubs, switches y routers Bridges Direcciones IP iii

10 Paquetes de datos Routers NAT Gateways Servidores DHCP CAPITULO III DIMENSIONAMIENTO Y ASPECTOS DE SEGURIDAD Enfoques Cuantitativo y Cualitativo Enfoque Cualitativo Enfoque Cuantitativo Principales Técnicas del Enfoque Cuantitativo Que es el método cuantitativo? Dimensionamiento Determinación del modelo estadístico para el cálculo de la muestra Resultados de Encuestas Seguridad en páginas web Medidas de Seguridad básica Creación de un sitio seguro Firewalls, TCP Wrappers y Proxy CAPITULO IV TELEVIGILANCIA Qué es la Televigilancia? Tipos de cámaras de seguridad Cámaras en Blanco y Negro y a Color Cámaras inalámbricas y cámaras cableadas Cámaras de infrarrojos Cámaras con movimiento y control de lente denominadas PTZ Cámaras con movimiento: PAN, TILT y ZOOM Cámaras IP Recomendaciones Generales Tipos de Seguridad (Contraseñas) Administración de Contraseñas Encriptación Protocolos de Seguridad Tipos de Conexión a Internet Sistemas de Protección Funcionamiento del Sistema de Televigilancia iv

11 4.6.1 Dimensionamiento del Proyecto Propuesto Cámaras recomendadas Software de Monitoreo y Grabación recomendado Sistema de Protección de Energía Requisitos Técnicos mínimos del Administrador Proyección de Recuperación de Inversión 132 Conclusiones Generales Glosario Acrónimos Bibliografía Anexo A LEY GENERAL DE EDUCACIÓN 145 Anexo B CONSTITUCION DE LA REPUBLICA DE EL SALVADOR (1983) 148 Anexo C FUNDAMENTOS CURRICULARES DE LA EDUCACIÓN NACIONAL 150 Anexo D NORMATIVAS IEEE 152 Anexo E ANALISIS DE ENCUESTAS 160 Anexo F COTIZACIONES DE EMPRESAS DE VIDEO 165 Anexo G MANUAL DE USUARIO 171 Anexo H MANUAL DE INSTALACION DE SOFTWARE Y EQUIPO 174 Anexo I CARTA DE APOYO POR PARTE DE COLEGIO JOSUE 193 v

12 Resumen El trabajo de Graduación Aplicación de un Sistema de Televigilancia Para Centros de Educación Parvularia, utilizando Internet como medio de Transmisión. Caso practico Colegio Cristiano Josué consiste en realizar un estudio de la Educación Básica, la importancia que esta tiene en los seres humanos y porque el cuidado de brindar la mejor educación a los niños y niñas de 0 a 6 años de Edad. Además se realiza una introducción a los temas de Protocolos TCP/IP, Modelo OSI, Internte, tipos de conexión a Internet. La importancia de realizar el estudio anterior es porque el proyecto se basa en la transmisión de video utilizando Internet. En los capítulos finales III y IV se realiza un estudio de seguridad de acceso Web, una breve introducción al tema de contraseñas, esto porque al ser un sistema de Cámaras que se recomiendan instalar en un Kindergarten, se busca proteger la integridad y privacidad de los educando, proveyendo acceso únicamente a los padres de familia autorizados por las autoridades de la institución educativa, además se presenta la propuesta del proyecto a Implementar para que sea tomado en cuenta en un futuro la instalación de este en el Kindergarten, dicha propuesta contiene Tipos de Cámara y Software a utilizar, Manuales de Usuario, Manual de Instalación y Configuración de Hardware y Software. También se hace la recomendación de los requisitos que deberá cumplir la persona que se asigne como Administrador del Sistema y la utilización de un sistema de vi

13 respaldo de energía eléctrica para evitar el riesgo de pérdida de información por cortes que se puedan tener de la red principal. Introducción El presente trabajo de graduación tiene por objetivo general, dar a conocer el funcionamiento y antecedentes de un sistema de televigilancia. Así como estudiar la importancia de Internet a la hora de transmitir video. Mostrando las ventajas y beneficios que tiene al aplicarlo en un centro de Educación Parvularia, no solo para la institución educativa, sino también, para el padre de familia. Es muy difícil para un padre de familia conocer el trato que se le da a su hijo dentro de las instalaciones del centro educativo, ya que desde el momento en que deja por la mañana al niño, no tiene conocimiento de lo que sucede con él, hasta la hora de salida. Es por eso que surge la necesidad de aplicar un sistema como el planteado, para que, como centro educativo, se le pueda brindar una herramienta al padre de familia para que confíe en el buen trato que recibe su hijo dentro del kínder. Así mismo, con la nueva tendencia en tecnología para manejar video a través de Internet, se hace mucho más fácil el poder monitorear las imágenes captadas por las cámaras, a cualquier hora y desde cualquier parte donde se encuentre el padre. Además, se enumeran los objetivos tanto generales como específicos, alcances y limitaciones, así como también los antecedentes de los elementos que conforman el proyecto a investigar. vii

14 Objetivo General Estudiar la importancia de Internet como medio de transmisión para video, las topologías existentes de red, el modelo OSI, los protocolos y modos de transmisión y compresión de video, realizando un estudio de aceptación del sistema propuesto así como el dimensionamiento y modelado de un sistema de Televigilancia. Investigando la importancia de la Educación Parvularia y los roles que el gobierno tiene sobre esta. Objetivos Específicos Estudiar que es la Educación Parvularia y los fines que esta tiene en los niños y niñas de uno a seis años de edad. Conocer el rol que tienen las instituciones de gobierno sobre las Instituciones Educativas de nivel de Parvularia, así como las leyes que existen en el país y que regulan a dicha educación. Investigar el funcionamiento del modelo OSI, topologías de red y los diferentes protocolos de comunicación y transmisión de video. Estudiar las diferentes topologías de redes y los estándares de transmisión de video utilizando Internet. Realizar un estudio a través de encuestas a los padres de familia con el fin de obtener la opinión del sistema propuesto. Modelar el sistema de Televigilancia, mostrando el funcionamiento de las cámaras y el grabador de video. Recomendar las características técnicas de los equipos propuestos. viii

15 Alcances Los centros de Educación Parvularia, que de acuerdo al Ministerio de Educación (MINED) de El Salvador, comprende a los centro que atienden a niños y niñas de uno a seis años de edad, realizando el caso práctico en el Colegio Cristiano Josué sección Parvularia. Además de presentar un estudio relacionado al funcionamiento y los diferentes estándares de protocolos y transmisión de video que se utilizan en Internet, esto con el fin de utilizar a este medio para enviar el video del sistema a implementar. Modelando el sistema de Televigilancia realizando una prueba Piloto. Limitaciones El período de estudio del ciclo escolar en el Colegio Cristiano Josué, que va desde Agosto hasta Mayo del año siguiente. La existencia de leyes que prohíban la instalación de Videocámaras dentro de los salones del centro educativo. El estudio de Internet no cubrirá el cien por ciento de la teoría y los protocolos que se utilizarán, esto debido a que se necesitaría un trabajo adicional de Graduación para poder cubrir el tema de Internet, ya que es sumamente extenso. La prueba piloto por motivos económicos y de tiempo no se podrá realizar en las instalaciones del Kindergarten del Colegio Cristiano Josué. ix

16 Justificación Un sistema de televigilancia aplicado a un centro de educación Parvularia, brindaría muchas soluciones tanto a la institución como al usuario. Ya que este tendría muchas ventajas al poder observar las actividades que ocurren en el lugar donde están ubicadas las cámaras de video, desde cualquier ubicación en donde se encuentre esta persona, gracias a la conexión a Internet. Así mismo, el usuario contaría con muchas otras ventajas al utilizar Internet para manejar dicho sistema, ya que no solo podría ver una imagen estática de la cámara de video, sino también podría manejar la cámara de video, realizando acercamientos y rotaciones, con el objetivo de poder observar el trato que se le está dando a su hijo. Con el sistema recomendado, las cámaras que lo componen, cuentan con sensores de movimiento, que al programarlas activa automáticamente el inicio de la grabación de un evento que este sucediendo en las instalaciones y éstas a su vez puedan ser enviadas al servidor central. El sistema también permite que al utilizar Internet, puede estar ubicado el grabador de video en cualquier parte del mundo. Sirviendo esto también, para que la institución pueda brindar mayor seguridad a sus instalaciones a la hora que no se encuentre personal laborando. Proporcionando así una ventaja más, ya que el respaldo de video grabado no está en la misma ubicación donde está la cámara. El sistema como beneficios adicionales permite la incorporación de sensores de Humo, de activación al hacer uso de accesos restringidos, enviar a un determinado imágenes que este capturando hasta la activación de alarmas. También, otros beneficios que se pueden obtener son los siguientes: - En el área económica, vendría a bajar en un gran porcentaje los presupuestos de las empresas, ya que los precios de este sistema manejado por Internet es mucho más barato que cualquier otro medio para transmitir video. Además no se requiere de un x

17 equipo de alta tecnología para funcionar, por lo que con un par de cámaras y computadoras se puede obtener un gran beneficio. Así mismo, para los centros educativos seria una herramienta de publicidad con el que podrían dar un valor agregado a sus servicios y obtener más confianza de parte de los usuarios en optar por adquirir sus servicios. - En el área social, estaría brindando una mejor seguridad a las empresas o usuarios, lo cual mejoraría la calidad de servicio prestado, con solo conectarse a Internet desde cualquier máquina del mundo podría ver lo que sucede en las instalaciones (siempre y cuando obtenga su usuario y contraseña únicos, para aspectos de seguridad). Planteamiento del problema a resolver Se presenta el esquema de La Caja Negra con el objetivo de tener una mejor idea del problema que se desea resolver. ESTADO A ESTADO B Estado A El Centro de Educación Parvularia (Colegio Cristiano Josué, sección Parvularia), no cuenta con un sistema de Televigilancia. No se cuenta con un sistema por medio del cual el Colegio quiera demostrar y respaldar la calidad de servicio que presta, tanto en el trato personal para con cada estudiante, como también con la calidad de enseñanza que se le da al niño. Además el colegio cuenta con una certificación realizada por Instituciones de los Estados Unidos de Norte América, la cual está constantemente calificando el control de excelencia en el servicio xi

18 educativo que la institución presta. Además esta amenazado de cualquier riesgo ya sea por acoso de las delincuentes juveniles, Ladrones u otro tipo de hecho de tipo delictivo. Proceso Esquema de la Caja Negra Por medio de un Sistema de Televigilancia, el cual se puede describir como una cámara y un ordenador combinados para formar una única unidad inteligente; se capturan y transmiten imágenes reales directamente a través de una red IP (p. ej., LAN/intranet/Internet), permitiendo a los usuarios visualizar y/o gestionar la cámara desde un navegador Web en cualquier ordenador, en cualquier lugar y en cualquier momento, además puede centralizar el monitoreo y reducir el uso de personal de vigilancia, esto porque el sistema permite que con una o dos personas puedan tener el control y estar viendo la actividad de cada cámara instalada, esta al ver una situación fuera de lo normal notificar a los guardias de seguridad con los que cuenta el colegio. Figura 1- Ejemplo de configuración de cámaras de video en una red IP. La flexibilidad del sistema aumenta porque es posible disponer de un sistema de grabación distribuido, compuesto por varios grabadores de red (Networked Video Recorder NVR 1 ) que almacenan los flujos de video que lanzan los transmisores o servidores de video, pero que son gestionados de una forma centralizada, y a su vez desde varios centros de control. 1 Ver lista de Acrónimos xii

19 Estado B 1. El Centro de Educación Parvularia contaría con un sistema de Televigilancia utilizando Internet para manejar el video y que los usuarios tengan acceso. 2. Un sistema con transmisión digital, mediante equipos multimedia (computadoras, routers, multiplexores, etc.), los cuales pueden ser interconectados mediante cable coaxial. 3. Acceso al monitoreo de las diferentes actividades desarrolladas en el Centro de Educación Parvularia. 4. Disminuir los riesgos de hechos delictivos en los alrededores y en las instalaciones del colegio. 5. Servir de modelo para otras instituciones educativas de carácter privado en el país así mismo a las instituciones públicas que a través del Ministerio de Educación inicien la implementación de dicho sistema. Resultados Esperados Proporcionar una herramienta de seguridad para el padre de familia, con la que podrá monitorear el trato que recibe su hijo y podrá tener un respaldo a la hora de cualquier anomalía. Así mismo, proporcionar al centro educativo una herramienta de publicidad con la que pueda garantizar un alto grado de calidad y seguridad para el usuario. Establecer las mejores normas para manejar video a través de Internet. Así como también, hacer un mapa con las ubicaciones de cada una de las cámaras, demostrando cual es el lugar adecuado para cada una. Facilitar al usuario la accesibilidad al sistema, ya que al utilizar Internet como medio de transmisión, se pueden obtener todos los beneficios que provee el sistema, ya sea que el usuario se encuentre dentro de las instalaciones del centro educativo o que esté fuera de ellas. xiii