Sistema de identificación de objetos para personas invidentes
Contents
1. 8 Julio Diciembre pp 38 44 ISSN 1390 650X 35 Ortiz Sistema de identificaci n de objetos usando la tecnolog a RFID 1 Introducci n En Ecuador existen 39 160 personas invidentes registradas en el CONADIS Consejo Nacional de Dis capacidades 1 Para mejorar la situaci n de las personas con dis capacidad visual hace falta desarrollar herramientas tecnol gicas que les permitan desenvolverse de forma independiente en sus hogares trabajo etc Conforme ha evolucionado la electr nica e inform tica se han desarrollando tecnolog as como la RFID Identificaci n por Radiofrecuencia Radio Frequency Identification cuyo objetivo b sico es el almacena miento y recuperaci n de datos a trav s de ondas de radio desde dispositivos denominados tag s etiquetas llaveros botones etc Debido a que cada etiqueta RFID posee un n mero nico e irrepetible y a que no requieren l nea de vista ni contacto f sico con el lector esta tecnolog a puede 99 e Manejar con un solo microcontrolador varios m dulos multimedia e Tener m dulos que permitan leer lector RFID y comprobar el ID de las etiquetas RFID leer y escribir tarjetas de memoria microSD repro ducir archivos MP3 a trav s de aud fonos y un m dulo de comunicaci n serial para conectar el dispositivo a un PC e Poseer dos modos de funcionamiento adminis trador y usuario e Tener una fuente de energ a propia mediante bater a o pi2. RFID Abstract In Ecuador there are over three hundred thousand blind people a number that grows every day Most of these people have no independence of choice in many situations being one of the most common cannot choo se objects that they should buy in some trade This paper describes the design and implementation of a system which identifies objects through of the playing an auditory description of these giving blind people the opportunity to improve their quality of life The basis technology for the operation of the system is the RFID Radio Frequency Identification The system consists of a mobile device developed from various electronic components and PC software implemented in Visual C 2010 Express The design requirements were defined through of a survey applied to one sample of the blind people population in the city of Cuenca Concluded the implementation were realized the te chniques testing and of satisfaction of the system in several centers helps blind people Keywords audio MP3 SQL databases object ID blind C languages PIC32 RFID L Ingeniero Electr nico Dise ador y desarrollador de soluciones RFID Autor para correspondencia gt leofaf gmail com Recibido 26 Septiembre 2012 Aprobado tras revisi n 16 Noviembre 2012 Forma sugerida de citaci n Ortiz Fern ndez L 2012 Sistema de identificaci n de objetos para personas invidentes usando la tecnolog a RFID INGENIUS N
3. comerciales para facilitar las tareas de compra y venta de este sector vulnerable de la sociedad 2 Descripci n y funcionamiento del sistema IOI Es un equipo electr nico que permite a los inviden tes reconocer objetos al escuchar una descripci n de los mismos Este dispositivo fue dise ado y desarrollado de acuerdo a los siguientes requisitos gr ficas para dispositivos Mikromedia PIC32 y su IDE Entorno de Desarrollo Integrado Integrated Develop ment Environment es amigable con el desarrollador Para programar los algoritmos que hacen funcionar el dispositivo IOI se escogi el compilador MikroC Pro for PIC32 ya que proporciona librer as para todos los m dulos del Mikromedia PIC32 En la Figura 1 se observan los m dulos y elementos del hardware del dispositivo Al presionar el bot n Administrador el dispositivo IOI realiza las siguientes tareas e Leer y comprobar el ID de la etiqueta RFID e Codificar el ID en un n mero entero de 8 bits e Enviar el ID codificado a una aplicaci n para PC mediante comunicaci n serial o USB Por otra parte cuando se presiona Usuario el dispositivo hace lo siguiente e Leer y comprobar el ID de la etiqueta RFID e Codificar el ID en un n mero entero de 8 bits e Buscar dentro de la tarjeta de memoria microSD un archivo de audio que lleve por nombre el ID codificado y reproducirlo a trav s de aud fonos El dispositivo final consta de los componentes que
4. y vidrio No es resistente al agua ni a la humedad Puede soportar un peso aproxi mado de 30 kg 205 3 x 103 x 37 mm 436 58 Par metro Duraci n suministros de energ a Capacidad de almacenamiento Cobertura del lector RFID Capacidad de lectura Resistencia Dimensiones Peso 3 2 Pruebas de satisfacci n La estimaci n del nivel de satisfacci n de una per sona frente a un dispositivo nuevo se basa en los be neficios y utilidades que este le presenta El nivel de satisfacci n con el dispositivo y software IOI se estim a trav s de una encuesta Los resultados se recopilan en la Tabla 3 4 Ajustes Luego de las pruebas se determin subir el volumen en la reproducci n de sonido del dispositivo IOI Tam bi n se estableci subir el volumen para la grabaci n y reproducci n de archivos MP3 en el software Otra modificaci n hecha fue reducir el n mero de botones y ventanas del software para hacerlo m s vers til y f cil de usar adem s de incluirle un manual del usuario 43 Tabla 2 Resultados de las pruebas t cnicas aplicadas al software IOI Respuesta Compatibilidad Windows 7 Vista y XP SP3 32 bits Windows Installer 3 1 x86 Windows Imaging Component x86 Windows Installer 4 5 for Windows Vista x86 Microsoft NET Framework 2 0 SP2 Microsoft NET Framework 3 5 SP1 Microsoft NET Framework 4 0 Client Microsoft SQL Server 2008 Express Tiene ayudas para solucionar errores Con redistrib
5. Art culo Cient fico Scientific Paper UNIVERSIDAD POLIT CNICA SALESIANA ECUADOR NIUS Revista de Ciencia y Tecnolog a SISTEMA DE IDENTIFICACI N DE OBJETOS PARA PERSONAS INVIDENTES USANDO LA TECNOLOG A RFID Luis Enrique Ortiz Fern ndez Resumen En Ecuador existen m s de trescientos mil invidentes cifra que crece cada d a La mayor a de estas personas no tienen independencia de elecci n en muchas situa ciones siendo una de las m s comunes no poder elegir los objetos que deben comprar en alg n comercio En este art culo se describe el dise o e implementaci n de un sistema que permite identificar objetos median te la reproducci n de una descripci n auditiva de los mismos proporcionando a las personas invidentes la posibilidad de mejorar su calidad de vida La tecnolo g a base para el funcionamiento del sistema es la RFID Identificaci n por Radio Frecuencia El sistema consta de un dispositivo m vil desarrollado a partir de varios componentes electr nicos y de un software para PC implementado en Visual C 2010 Express Los requi sitos de dise o fueron definidos mediante una encuesta aplicada a una muestra de la poblaci n invidente en la ciudad de Cuenca Concluida la implementaci n se re alizaron pruebas t cnicas y de satisfacci n del sistema en varios centros de ayuda a personas invidentes Palabras clave audio MP3 bases de datos SQL iden tificaci n de objetos invidente lenguajes C PIC32
6. D RFID Seleccionar Puerto COM 1D de la Etiqueta RFID Detectada CRC_Check de data_valid es igual al Seleccione un puerto Figura 6 Panel 1 del software IOI Enviar sf Mel de la etiqueta RFID grabar el audio MP3 con la descripci n del objeto o producto guardarlo en la memoria microSD y finalmente ampliar y guardar la informaci n de los objetos o productos usando una base de datos MP3_Test Figura 4 Diagrama de flujo del algoritmo para el dispo 2 3 Usuario sitivo IOI implementado en MikroC PRO for PIC32 Es la persona invidente que usa el dispositivo IOI en modo usuario para identificar objetos sus funciones esta conformada por una tabla que crece din mica son ver Figura 10 mente y se puede guardar informaci n m s detallada sobre el objeto que tiene adherido una etiqueta RFID 2 2 Administrador Es la persona que administra el sistema usando el dispositivo en modo administrador y el software IOI sus funciones son ver Figura 9 pi liza Cargar el MP3 Ee i Tasa de Bits Kbps spositivo Micr fono Conexant High Defini y e Adherir las etiquetas RFID en los objetos o pro ductos que el usuario desee e Encender conectar y seleccionar el modo admi nistrador del dispositivo IOI e Con la ayuda del software IOI registrar el ID Figura 7 Panel 2 del software IOI 42 PASO 3 Registrir detalles de los objetos o productos et
7. a ciudad de Cuenca quienes aportaron con ideas entusiasmo y tiempo para que la implementaci n del sistema IOI fuese posible 44 Referencias 1 2 CONADIS 2012 Persona registradas en el CONADIS Ecuador Onlinej Available http www conadis gob ec provincias php E Microelectronic Marin SA EM 100 Read Only Contactless Identification Device 2004 Online Available http www smartstripe com pdf EM4100 pdf RFid Reader Board Mikroelektronika 2012 Online Available http www mikroe com downloads get 1240 rfid_manual_v100 pdf PIC32 Online Mikromedia lektronika Mikroe Availa for 2012 INGENIUS N 8 Julio Diciembre de 2012 ble http www mikroe com downloads get 1380 mikromedia for pic32 manual v110b pdf Creating first project in Visual TFT Mikroelektronika 2012 Online Availa ble http www mikroe com downloads get 1523 visualtft ctfp v200 pdf MikroC Pro for PIC32 User Manual Mikroelektronika 2012 Online Availa ble http www mikroe com downloads get 1608 mikroc_ pro pic32 v100 pdf Visual C 2010 Express Microsoft 2010 Online Available http www microsoft com visualstudio eng downloadsz d 2010 express
8. e se basaron en la tolerancia a errores compatibilidad con los sistemas operativos e instalaci n Para definir la duraci n de los suministros de ener g a se consider que el consumo de corriente del dis positivo es de 425 mA cuando est encendido y con todos sus m dulos funcionando La distancia y cobertura de lectura de las etiquetas se estim mediante una prueba de medici n de ngulo y distancia La Tabla 1 muestra los resultados de las pruebas t cnicas aplicadas al dispositivo IOI Para determinar la capacidad de almacenamiento se tom como referencia que cada archivo de audio ten a un tama o de 2 MB una duraci n aproximada de 2 minutos y que la capacidad de la memoria microSD era 4 GB El software se instal en los sistemas operativos Windows 7 Vista XP SP3 y se calcul el tiempo pro medio del proceso Tambi n se lo utiliz durante una hora registr ndose 30 etiquetas este proceso no provo c ning n error al sistema operativo que lo aloj En la tabla 2 se encuentran los resultados de las pruebas aplicadas al software IOI Ortiz Sistema de identificaci n de objetos usando la tecnolog a RFID Figura 11 Pruebas realizadas en IEISA Tabla 1 Resultados de las pruebas t cnicas aplicadas al dispositivo IOI Valor Pilas 2 h Bater a 4h Hasta 2000 archivos MP3 Distancia m xima 6 cm ngulo de cobertura 360 Lectura normal ante la presencia de objetos de papel pl stico metal
9. iquetados ar id Id_Rfid Fecha de Caducidad Descipcio Figura 8 Panel 3 del software IOI Objetos o productos Etiquetas RFID 125KHz S Administrador Dispositivo IOI en 2 modo administrador l A Micr fono Figura 9 Funciones del administrador dentro del sistema IOI e Encender el dispositivo y seleccionar el modo usuario e Colocarse los aud fonos e Acercar el dispositivo a un objeto o producto y escuchar su descripci n 3 Pruebas aplicadas al dispositivo y software IOI Para realizar las pruebas se cont con la participa ci n de personas miembros de las instituciones IEISA Instituto Fiscal Especial de Invidentes y Sordos del Azuay FENCE Federaci n Nacional de Ciegos del Ecuador y SONVA Sociedad de No Videntes del Azuay ver Figura 11 INGENIUS N 8 Julio Diciembre de 2012 Objetos etiquetados Dispositivo IOI en modo usuario Audifonos Figura 10 Funciones del usuario dentro del sistema IOI 3 1 Pruebas t cnicas Las pruebas t cnicas se realizaron con el objetivo de definir los valores m nimos para el funcionamiento del dispositivo y del software Los par metros en los que se basaron las pruebas del dispositivo fueron la duraci n del suministro de energ a tolerancia a inter ferencias en la lectura el n mero de etiquetas que se puede almacenar y registrar el ngulo y distancia de cobertura del lector RFID Por otra parte las prue bas t cnicas del softwar
10. las Tomando en cuenta los requisitos de dise o se eli gi como hardware base al equipo Mikromedia PIC32 debido a que incorporaba los m dulos necesarios para desarrollar el dispositivo IOI y su precio era asequible Para realizar la interfaz gr fica del dispositivo IOI se escogi Visual TFT porque permite crear interfaces ser empleada para el desarrollo de aplicaciones de asistencia a personas con discapacidad visual Juntando etiquetas 2 y un lector RFID 3 con dispositivos electr nicos como el Mikromedia PIC32 4 y los paquetes de software Visual TFT 5 MikroC Profor PIC32 6 y Microsoft Visual C 2010 Express 7 se ha desarrollado un sistema IOI Identificaci n de Objetos para Invidentes Este sistema posee dos partes un dispositivo port til que permite a los invidentes reconocer objetos al es cuchar una descripci n de los mismos y de un software que ayuda a los videntes a interconectar el dispositivo con un PC recibir el ID Identificador Identifier de una tag RFID grabar un archivo de audio MP3 verificar el audio mediante un reproductor y administrar una base de datos SQL Lenguaje de Consulta Estructurado Structured Query Language para guardar informaci n acerca de los objetos etiquetados El principal objetivo del sistema IOI es mejorar la calidad de vida de las personas invidentes e inmiscuir en este proceso a todas las personas que est n a su alrededor Se busca implementar el sistema en centros
11. se muestran en la Figura 2 posee dos pilas AAA una bater a una memoria microSD un adaptador USB Serial y aud fonos 40 Dispositivo IOI M dulo de la ma Comunicaci n memoria microSD dad M dulo de audio a PIC32MX lt Lector RFID Aud fonos qmm m 4 S Pantalla t ctil TFT E Administrador Fa L piz o dedo Usuario Figura 1 Diagrama de bloques del hardware del disposi tivo IOI Terminada la implementaci n del hardware se des arrollaron los algoritmos para el dispositivo Ver Fi gura 3 El diagrama de flujo del c digo realizado en MikroC Pro for PIC32 se muestra en la Figura 4 En este dia grama se encuentran funciones como Leer_ ID RFID que permite al PIC32 recibir y comprobar el ID RFID de las etiquetas y determinar si asociar el ID a un archivo de audio en caso de que se haya presionado el bot n Usuario o enviarlo a un PC a trav s del m dulo de comunicaci n serial en caso de que se haya presionado el bot n Administrador On Off Pilas On Off Bater a Conector Aud fonos Ranura microSD Lector RFID R5S232 b Figura 2 Dispositivo IOI final a Vistas laterales b Vista frontal INGENIUS N 8 Julio Diciembre de 2012 Figura 3 Interfaz gr fica para el dispositivo IOI creada en Visual TFT 2 1 Software IOI Es una aplicaci n creada para el administrador del sistema IOI es compatible con Windows XP Vista y 7 de 32 bi
12. ts permite realizar lo siguiente e Conectar el dispositivo IOI a un PC de forma serial o USB e Leer el ID de una etiqueta RFID pasiva de 125KHz adherida a cualquier objeto e Grabar archivos MP3 con un volumen y tasa de bits ajustable e Reproducir archivos MP3 e Manejar una base de datos de SQL y almacenar informaci n adicional acerca de los objetos que posean una etiqueta RFID Para implementar el software IOI se us Visual C 2010 Express por ser la plataforma de desarrollo para Windows m s eficaz ya que permite manejar bases de datos y es gratuito Luego de la programaci n se obtuvo la aplicaci n de la Figura 5 que consta de varios paneles En la Figura 6 se ve el panel 1 que posee las herramientas para establecer la conexi n y recibir los datos enviados por el dispositivo IOI En la Figura 7 se muestra el panel 2 que permite erabar archivos MP3 y guardarlos con el nombre del ID de una etiqueta RFID para que el prototipo pueda asociar el archivo de audio a la etiqueta adherida a un objeto o producto En el panel 3 ver Figura 8 el administrador puede manejar una base de datos de SQL con una capacidad de almacenamiento de hasta 10 GB esta base de datos Ortiz Sistema de identificaci n de objetos usando la tecnolog a RFID 41 Modo Administrador Leer_ID_RFID banderaa Leer_ID_RFID banderau Leer ID_RFID int bandera PASO l Conexi n del dispositivo IOI y lectura del I
13. uibles 409 MB Sin redistribuibles 13 3 MB Par metro Pre requisitos Soporte Tama o Tabla 3 Resultados de las pruebas de satisfacci n aplica das para el dispositivo y software IOI Par metro Respuesta Nivel de satisfacci n con el dispositivo IOI 9 10 Nivel de satisfacci n con el software IOI 9 10 5 Conclusiones Con el dispositivo IOI es posible que las personas invidentes puedan conocer las caracter sticas de ciertos objetos lo que facilita el desarrollo de sus actividades diarias El poder conectar el dispositivo IOI a un PC recibir los datos de una etiqueta RFID grabar y reproducir archivos MP3 y manejar una base de datos en la que se puede guardar informaci n adicional sobre los ob jetos etiquetados permite a los familiares maestros due os de comercios y dem s personas administrar el sistema IOI y ayudar a las personas invidentes en la identificaci n de objetos Se espera seguir mejorando con el fin de que per sonas invidentes puedan acceder al dispositivo y em plearlo sin problemas en tareas de compra y venta en supermercados comercios almacenes etc Como trabajo futuro se espera crear un dispositivo nico capaz de cubrir la mayor a de las necesidades de los invidentes como identificar billetes transporte p blico vivienda esquivar objetos leer libros etc 6 Agradecimientos Un agradecimiento especial a todas las personas in videntes de las instituciones SONVA IEISA y FENCE de l
Download Pdf Manuals
Related Search