PROYECTOS PASANTÍAS TECNOLÓGICAS

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1 PROYECTOS PASANTÍAS TECNOLÓGICAS INFORMES TÉCNICO FINAL Actualización en desarrollo de software para instrumentación medio ambiental y el uso de tecnologías inalámbricas de punta para la implementación de redes de sensores 09PTC-6076 Innovex Tecnologías Ltda. ESN Universidad de Los Lagos Página 1 de 8

2 1. ANTECEDENTES GENERALES La Entidad Supervisora Nacional (ESN) de la Pasantía Tecnológica, actúa como responsable ante INNOVA CHILE por la ejecución del proyecto y todas las obligaciones que se definan en el contrato de ejecución. En este contexto, es esta empresa quien debe presentar el Informe Final de la pasantía, el cual contiene un Informe Técnico y un Informe de Rendición de Desembolsos, que debe contemplar el detalle de todos los desembolsos realizados con cargo al proyecto, respaldados debidamente con la documentación pertinente. El informe en cuestión, debe ser entregado en la fecha establecida en el Contrato de Ejecución del proyecto y preparado de acuerdo a la presente pauta. Para los proyectos cuyo seguimiento corresponda a INNOVA CHILE central, los informes serán recepcionados directamente en la Oficina de Partes de CORO, Moneda Nº 921. En el caso de informes de proyectos cuyo seguimiento corresponda a las Direcciones Regionales, éstos serán recepcionados en las correspondientes Oficinas de Parte de las Dirección Regional de CORFO. En ambos casos, la entrega del informe escrito del proyecto no reemplaza la rendición técnico Financiera de éste, a través del Sistema de Gestión de Proyectos, 2. PAUTA PARA LA PREPARACIÓN DE INFORME FINAL. El Informe Final de la Pasantía Tecnológica, se compone de un Informe Técnico y un Informe de Rendición de Desembolsos, además de su rendición en el sistema de gestión de proyectos de InnovaChile. El Informe debe ser preparado, según las siguientes indicaciones: Informe Técnico: en dos (2) ejemplares anillados (cada ejemplar por separado) y en su versión digital. Informe Financiero: en un (1) ejemplar anillado. Carátula del Informe: Código del proyecto : 09PTEC-6076 Título del proyecto : Actualización en desarrollo de software para instrumentación medioambiental y el uso de tecnología inalámbrica de punta para la implementación de redes de sensores Entidad Supervisora Nacional (ESN) Universidad de Los Lagos Empresa Beneficiaria : Innovex Tecnologías Ltda. Fecha Entrega Informe Final : 18 de diciembre de 2009 Página 2 de 8

3 3. CONTENIDO INFORME FINAL. 3.1 CONTENIDO INFORME TÉCNICO Periodo en el que se realizó la pasantía. 05 de septiembre al 22 de noviembre de Identificación de la empresa y pasante que ejecutó la pasantía. Empresa RUT empresa Nombre Pasante C. Identidad participante Teléfono Innovex Tecnologías Ltda Johann Syen Renner Rouliez jrenner@innovex.cl Grado de cumplimiento del programa de la Pasantía Tecnológica (si es distinto al 100% programado, explicar motivos). NOMBRE DE LA ACTIVIDAD 1 Primer Curso en Centro Abdus Salam 2 Entrenamiento IGRF mbh 3 Segundo Curso en Centro Abdus Salam FECHA RESULTADOS DE LA ACTIVIDAD Certificado de término del curso Aplicaciones de software de transmisión inalámbrica y visualización Certificado de término del curso. % CUMPLIMIENTO 100% COMENTARIOS 100% Las aplicaciones quedaron finalizadas hasta la etapa de prototipo. Se deben realizar pruebas más acabadas tanto en laboratorio como en terreno para determinar si se han cumplido los requerimientos en forma correcta y si es preciso realizar modificaciones. 100% Página 3 de 8

4 Carta Gantt de las Actividades Planificadas en la configuración inicial del Proyecto. Septiembre Actividad Viaje Stgo/Trieste X X Participación en:first Workshop on Open Source and Internet Technology for Scientific Environment: with case studies 2 from Environmental Monitoring X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 3 Viaje Trieste/Bremen X 4 Entrenamiento IGRF mbh X 5 Viaje Bremen/Trieste Participación en Advanced Training Course on FPGA Design and VHDL for Hardware 6 Simulation and Synthesis 7 Viaje Trieste/Stgo Octubre Actividad Viaje Stgo/Trieste Participación en:first Workshop on Open Source and Internet Technology for Scientific Environment: with case studies from 2 Environmental Monitoring X 3 Viaje Trieste/Bremen 4 Entrenamiento IGRF mbh X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 5 Viaje Bremen/Trieste X Participación en Advanced Training Course on FPGA Design and VHDL for Hardware 6 Simulation and Synthesis X X X X X X 7 Viaje Trieste/Stgo Página 4 de 8

5 Noviembre Actividad Viaje Stgo/Trieste Participación en:first Workshop on Open Source and Internet Technology for Scientific Environment: with case studies from 2 Environmental Monitoring 3 Viaje Trieste/Bremen 4 Entrenamiento IGRF mbh 5 Viaje Bremen/Trieste Participación en Advanced Training Course on FPGA Design and VHDL for Hardware Simulation and 6 Synthesis X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 7 Viaje Trieste/Stgo X X Resultados obtenidos. Presentación de los principales resultados o soluciones obtenidas como consecuencia de la Pasantía. Utilizar diagramas, presentaciones u otro para explicar los resultados. Con la finalización de las actividades 1 y 3, esto es los cursos 1 y 2 en el Centro Abdus Salam, se han obtenido como resultado los certificados de finalización de ambos. Durante el curso 1 se pudo ampliar el conocimiento de herramientas de hardware y software para la solución de problemas de monitoreo ambiental. En la mayoría de los casos se trató de privilegiar herramientas open source, incluso se expusieron ejemplos de open hardware. Se analizaron técnicas de shell programming para automatizar tareas que son realizadas periódicamente en un PC, lo que ayuda a un mejor empleo del tiempo. Dentro de las herramientas analizadas se encuentra el uso de web services para el desarrollo de aplicaciones basadas en servidores web, que comúnmente son utilizadas para informar a un usuario las mediciones de sensores on-line. Además se revisaron conceptos de bases de datos, sumamente útiles para el almacenamiento ordenado y posterior consulta de datos de sensores; la principal herramienta de gestión de base de datos analizada fue MySQL. También se realizó una exposición sobre análisis estadístico y herramientas de software útiles como Octave, R y SuperMongo entre otras. Arquitecturas de procesamiento distribuido y networking fueron analizados para el desarrollo de sistemas que cuenten con equipos instalados en distintos lugares pero que sean parte de un mismo sistema de monitoreo. Se hizo hincapié en el stack TCP/IP y tecnologías de wireless sensor networks como la especificación ZigBee y el estándar IEEE En cuanto a herramientas de hardware, se realizó una amplia exposición a diversos microprocesadores, microcontroladores y sistemas embebidos, tratando de mantener el balance entre el bajo costo, el bajo o eficiente consumo de energía y la capacidad de cómputo. Se dio prioridad a microcontroladores de 8 bits como la familia ATmega de ATMEL y a la arquitectura de 32 bits ARM-9. En ambos casos se realizaron experiencias de laboratorio que incluyeron el desarrollo de firmware básico para las pruebas con el procesador de 8 bits y otras tareas más complejas como el uso del sistema operativo Linux en la arquitectura ARM. Incluso se estudiaron conceptos de sistemas operativos de tiempo real, llegando a la compilación exitosa de un kernel RTOS para el ARM-9. Página 5 de 8

6 Por otra parte se estudió brevemente una metodología para el desarrollo de software conocida como RAD (acrónimo en inglés de Rapid Application Development) que bien aplicada permite disminuir el time-tomarket a la vez que se mantiene la calidad del producto. En adelante será posible desarrollar proyectos en los que se privilegie la utilización de herramientas de software de bajo costo o gratuitas para disminuir los costos tanto durante la etapa de desarrollo como en la implementación. Se pudo conocer además qué tipos de herramientas de hardware están siendo utilizadas en distintas partes del mundo, lo que permite seleccionar dispositivos técnicamente confiables y que tengan soporte tanto de fabricantes como de comunidades de usuarios. Cabe señalar que en este curso el pasante realizó una exposición sobre el sistema de monitoreo de oxígeno disuelto con el que cuenta Innovex, en la que se expusieron características técnicas del equipo junto con diversas consideraciones tomadas durante la etapa de desarrollo del proyecto, las que son relevantes para otros profesionales que quieran trabajar privilegiando el uso de herramientas de código abierto. El curso 2 le permitió al pasante participar de un entrenamiento intensivo en el uso de FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), dispositivos electrónicos que permiten el desarrollo de equipos que requieran un alto nivel de cómputo pero con bajo consumo energético. El entrenamiento fue llevado a cabo por instructores que pertenecen a instituciones importantes como Actel (fabricante de FPGA) y el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear). Se repasaron conceptos de lógica booleana y electrónica digital. Se expusieron temas asociados al procesamiento digital de señales tanto en una como en dos dimensiones, tomando en consideración las características de una solución en hardware respecto de una en software. Además se estudiaron metodologías para el desarrollo con FPGA. En cuanto al lenguaje de programación estudiado para el trabajo con estos dispositivos, se dio preferencia a VHDL por sobre Verilog. Como software toolchain se utilizó el provisto por ACTEL junto a la IDE Libero. Se analizaron diversos ejemplos de aplicaciones reales con FPGA y los cuidados que se deben tener durante el desarrollo ya que se trabaja a nivel electrónico, lo que supone una serie de consideraciones adicionales que no se tienen cuando un problema se soluciona mediante un microprocesador o microcontrolador. Algunos de los ejemplos corresponden a un proyecto de instrumentación virtual que pertenece al Multidisciplinary Laboratory del Centro Abdus Salam, el detector ALICE y NA62 Gigatracker pertenecientes al LHC (del inglés Large Hadron Collider) del CERN. Con la exposición que el pasante tuvo a estos temas se espera que sea posible desarrollar proyectos en los que se deba implementar instrumentos que requieran un mayor poder de cómputo. Aunque se requerirá un tiempo para tener práctica en el trabajo con FPGA, en adelante se cuenta con otra herramienta para la solución de problemas. Durante la actividad 2, esto es el entrenamiento en la empresa alemana IGRF mbh, se estuvo trabajando principalmente en el desarrollo de software para la implementación de sistemas de medición inalámbricos de bajo consumo energético y fácil instalación. Estos sistemas de sensores inalámbricos, comúnmente conocidos como wireless sensors network, permiten el despliegue de sistemas de fácil instalación, fácil mantención y bajo costo (comparado con soluciones cableadas), a la vez que presentan una serie de desafíos en el desarrollo del software que controla el sistema. En el entrenamiento fue posible estudiar algunas tecnologías como el estándar DASH7, el estándar IEEE , la especificación ZigBee entre otros. Además se realizaron pruebas con equipos y se escribieron aplicaciones de software que se ejecutan en los equipos para probar un sistema de sensores inalámbricos funcional. Se trabajó con los dispositivos JN5139 de Jennic, utilizando un protocolo de comunicación inalámbrica propietario llamado JenNet que está en el mismo nivel que el ZigBee. Página 6 de 8

7 En cuanto al software para la visualización de los datos en un PC, este se encuentra implementado en su totalidad, al menos en una etapa que permite la recepción, almacenamiento y visualización de las mediciones de los sensores en un PC. Esta aplicación está desarrolla utilizando el lenguaje de programación Python y bases de datos SQL. Está pendiente la integración total de ambas partes del sistema y la realización de pruebas acabadas en laboratorio y en terreno para validar la solución implementada Conclusiones. Efectuar análisis global del proyecto y resultados. Respecto de los cursos de capacitación en el Centro Abdus Salam, cabe señalar que no hubo problemas para cumplir con los resultados esperados pues el ambiente en dicho Centro es propicio para estudiar. No hubo problemas de alojamiento o comida por lo que sólo era necesario preocuparse de participar de las actividades programadas y utilizar parte del tiempo libre para estudiar y practicar con algunos de los temas que así lo requerían por su dificultad, además de establecer vínculos profesionales con otros participantes y miembros del staff de expositores o encargados de actividades de laboratorio. Todas las actividades oficiales fueron realizadas en inglés, lo cual no representó ninguna barrera. Respecto del entrenamiento en IGRF mbh sólo resta indicar que fue una grata experiencia en la que se pudo compartir conocimientos y experiencias profesionales con colegas que trabajan en aplicaciones similares pero que están muy al tanto de aplicaciones de vanguardia, por lo que más allá de los resultados del software desarrollado, se pudieron conocer diferentes herramientas de hardware y software, así como también técnicas para solucionar algunos problemas concretos en Innovex. En términos generales las actividades fueron muy enriquecedoras tanto en términos personales como profesionales. Se anexa certificados y programas finales de los cursos. Página 7 de 8

8 Anexo. Certificados y programas de Curso Página 8 de 8