Copa Intel México 2015

¿Qué crearás para el Internet de las Cosas?

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La Copa Intel México es una competencia de proyectos de diseño electrónico enfocada en el tema del Internet of Things. Se invita a participar a estudiantes universitarios de nivel licenciatura de programas de ingeniería relacionados con la Electrónica, los Sistemas Computacionales y las Telecomunicaciones que estén interesados en el desarrollo de sistemas digitales. El objetivo de esta competencia es impulsar el dominio técnico y la innovación en soluciones aplicadas a diferentes campos que pueden incluir, pero no se limitan, a la salud, la industria, el comercio, la seguridad, el transporte y el entretenimiento, entre otros.

La participación fue por equipos conformados por un máximo de tres estudiantes que postularon un proyecto a desarrollar en cualquiera de los sectores antes mencionados. Los desarrollos debieron estar pensados para ser implementados en una tarjeta Intel® Galileo Gen2. Se recibieron un total de 201 propuestas del 15 de Abril a 18 de Mayo 2015, las cuales fueron evaluadas rigurosamente por el comité evaluador y se seleccionaron las mejores 20, a las cuales se les otorgo una tarjeta de desarrollo con procesador tarjeta Intel® Galileo Gen2 y un kit de sensores, con la cual cada equipo generó un prototipo de su propuesta. Las tarjetas se enviaron del 13 al 17 de julio, dándoles un total de 4 meses a los participantes para desarrollar sus prototipos.

Las propuestas fueron recibidas de 9 Estados de la Republica:

  • Jalisco – UDG, ITESO, TEC, UNEDEL, UVM, UP, CETI, ITS Chapala, ITS Huíchapan, ITS La Huerta, ITS Lagos de Moreno.
  • Puebla – BUAP, UPAEP.
  • DF – IPN, UNAM, CENTRO.
  • Monterrey – TEC
  • Morelos – TEC
  • Aguascalientes – UAA
  • San Luis Potosí – UASLP
  • Querétaro – UAQ
  • Hidalgo – UPP
  • Estado de México: TEC
  • Chihuahua: TEC

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Evento de Clausura y Final de la Competencia  

El evento se realizó durante un día de trabajo de 8:00am a 8:00pm, iniciando con el montaje por parte de los participantes, dando inicio las presentaciones a las 10:00 en punto. Las presentaciones se realizaron de 10:00am a 2:00pm, bajo la supervisión de personal del Cinvestav y de Intel.

Durante las presentaciones se evaluaron de cada proyecto los siguientes puntos:

  1. Tema
  2. Materiales
  3. Uso de la tarjeta
  4. Dificultad
  5. Originalidad
  6. Problema a tratar

Cabe mencionar que a todos los finalistas se les dio un kit promocional, mismo que se les repartió al momento del registro, el cual constaba de una playera del evento, un porta-gafete con gafete, una pluma y una mochila que Intel proporciono. Además se mandaron imprimir los posters de cada equipo y se montaron en banners.

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Ganadores

Tomando como referencia los criterios antes mencionados y después de una ardua labor de deliberación se definieron los ganadores:

  • 1° Lugar: Odín
    • Integrantes: José Alfonso Gómez Coeto, Carlos Alberto Sánchez Bravo y Aimee Cecilia Hernández García de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
  • 2° Lugar: Automatic Irrigation System
    • Integrantes: Alejandro Rodriguez Aragonez, Cesar Rodriguez Esqueda y Julian Marcos Estrada Ortega del Tecnológico de Monterrey Campus Chihuahua.
  • 3° Lugar: Hawkeye
    • Integrantes: Carmen Jesui Gomez Mora, Javier Ernesto Esquivel Lucio y Misael Yovani Castañeda Acosta de la Universidad de Guadalajara.

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Descripción de los Proyectos

Proyecto Odín

Descripción:

El proyecto consiste en crear un sistema de interconexión entre vehículos y también de vehículo a infraestructura para tener conexión a internet. Realizar una interacción entre vehículos para compartir información del tráfico, vehículos de emergencia, vehículo robado, áreas prohibidas para estacionarse, etc. Tener conexión a internet a través de puntos de acceso para obtener información de la nube por ejemplo, de la mejor ruta para realizar un recorrido, en enviar información a la nube de la posición del vehículo, alertar de posible robo, obtener información de velocidades limites, lugares prohibidos para estacionarse, información de vehículos de emergencia, etc.

El sistema utiliza la tarjeta Intel Galileo 2º Gen y microcontroladores así como transceptores, se desarrolla una alarma silenciosa que obtiene la posición del vehículo con un GPS,  alerta con sonido cuando el usuario del automóvil se estaciona en un lugar prohibido, comparte información con otros automóviles, reporta a la nube cuando se viaje a velocidades por arriba de la permitida (esta velocidad permitida se obtendrá de la nube), etc.

Justificación:

Ayudará a la movilidad de vehículos, por lo que genera menor contaminación, previene accidentes, previene robos, indica donde se encuentran  estaciones de servicios para vehículos (gasolineras, talleres, etc.). Esto también beneficia a las personas con discapacidad, no permitiendo estacionarse a vehículos en zonas reservadas para dichas personas, podrá alertar el vehículo cuando una persona sufra algún problema de salud como un ataque cardiaco enviando una señal para esta situación.  Muestra las necesidades que se tienen de interconexión entre las cosas, para que funcione el internet de las cosas. Se hará evidente la información que se puede compartir entre vehículos e infraestructura y la cantidad de datos a recibir y enviar. También la gran cantidad de datos a procesar en la nube, esto requerirá del concepto de Big Data, para identificar patrones recurrentes dentro de esos datos, que permitan a los vehículos tomar ventaja para su movilidad y servicios.

Aspecto Técnico:

El desarrollo del sistema utiliza como tarjeta principal la Intel Galileo,  microcontroladores para recuperar señales de sensores y actuadores, se instala en la tarjeta Galileo el sistema operativo Yocto Linux para obtener el máximo potencial de ésta, se explora la utilidad del Kit de desarrollo IoT, para la interacción entre el hardware y software. Como lenguajes de programación se utilizan C/C++, Python y Java. Se integrara un GPS para obtener la posición del vehículo y enviarla a la nube. Los transceptores para el proyecto serán Wifi, Bluetooth, NFC, los cuales se valoran cuales convienen, debido a que es la tecnología alcance. Se desarrolla alguna aplicación en un servidor para procesar la información enviada a la nube que permita valorar la interacción con el vehículo.

Automatic Irrigation System

Descripción:

El proyecto consiste en la implementación de un sistema de riego automático de las áreas verdes para los parques públicos. Un parque público puede tener una o más áreas verdes, se asume que para cada área verde existe una válvula para controlar la activación y desactivación del riego. En cada área verde se coloca un microcontrolador (nodo de área) con la capacidad de medir la humedad de suelo (por medio de un sensor de contenido volumétrico de agua) y de controlar la activación del riego (por medio de una electroválvula). Cada nodo de área se comunica con un nodo central mediante una red de corto alcance (Zigbee). El nodo central es un microcontrolador que obtiene la información de cada nodo de área, consolida un paquete de datos y lo envía a un servidor remoto vía internet por medio de una red de largo alcance (GSM/GPRS).

El servidor remoto despliega en forma gráfica el estado de las áreas verdes del parque público (niveles de humedad, consumo de agua, riego activado/desactivado). También desde el servidor remoto se puede configurar el modo de operación del sistema de riego. Se tendrían 3 modos de operación: (1) manual, (2) por tiempo, (3) por nivel de humedad.  En el modo (1) el usuario (supervisor de riego) puede desde internet activar el riego en cada área verde y desactivarlo. En el modo (2) el usuario puede programar los días y las horas en que se activa el riego, por ejemplo Lunes, Miércoles y Viernes de 22:00 a 22:45 horas. En el modo (3) el riego se activa automáticamente cuando el nivel de humedad se encuentra por debajo del umbral mínimo y se desactiva cuando sobrepase el umbral máximo, por ejemplo si la humedad de suelo es menor de 30% se activa y cuando sea mayor que 35% se desactiva.

Justificación:

Las áreas verdes de los parques públicos de una ciudad representan los pulmones de la misma, y brindan el oxígeno necesario para mejorar la calidad del aire que respiramos. En general el mantenimiento de las áreas verdes, es costoso y en ocasiones deficiente, y esto se refleja en el estado de los jardines que presentan por una parte zonas muy secas con escasa vegetación y por otro lado zonas inundadas con gran desperdicio de agua. Este proyecto pretende mejorar el estado de las áreas verdes de parques públicos, reducir su costo de mantenimiento y reducir el consumo de agua, por medio de un control automático de riego que mantenga en los niveles óptimos la humedad de los jardines y áreas verdes. El control de riego es monitoreado, supervisado y administrado remotamente vía internet, desde cualquier lugar.

Aspecto Técnico:

Se pretende implementar tanto los nodos de área como el nodo central con la tarjeta Galileo. La red de corto alcance, es decir la comunicación entre los nodos se implementará mediante comunicación Zigbee debido a su bajo consumo de energía y su relativo corto alcance. La comunicación del nodo central con internet se llevará a cabo utilizando GSM/GPRS, para aprovechar la infraestructura de telefonía celular que existen en las ciudades. El servidor remoto puede ser implementado con una computadora convencional con servicios web y acceso a internet, o bien se pueden utilizar bases de datos virtuales que se encuentran en la nube, como los servicios que ofrece Google o Xively. El prototipo que se pretende implementar incluye el monitoreo y control de un jardín con 3, 4 o 5 áreas verdes, lo cual es muy viable para ser implementado en las fechas establecidas en la convocatoria. Sin embargo el sistema puede ser fácilmente replicado para cubrir múltiples parques públicos.

El objetivo final es desarrollar soluciones tecnológicas que ayuden a hacer más eficientes los sistemas de riego de jardines públicos para una ciudad, mediante la implementación de un sistema automatizado en tiempo real, que permita utilizar solamente la cantidad de agua necesaria, en el momento adecuado y en el lugar correcto. Para esto, se plantea la integración de tecnología de comunicación basada en redes inalámbricas, estrategias de control, manejo de sensores y aplicaciones de internet.

La idea propuesta se puede adaptar no sólo a jardines públicos, sino también al jardín de la casa, a complejos deportivos, a jardines en escuelas, y en general a todo lo que implique la necesidad de riego. El impacto se refleja en ahorro de agua, ahorro de costos de mantenimiento y mejoramiento de las áreas verdes.

Hawkeye

Descripción:

HAWKEYE  es un dispositivo capaz de analizar el iris del ojo humano, para generar un resultado médico preventivo el cual puede ayudar a un médico como referencia para conocer qué posible enfermedad padece  un paciente. Esto se realizará tomando una imagen de cada ojo del  paciente y guardar la imagen del iris, para posteriormente procesarla y mediante un software dar un resultado del estado de salud del paciente.

Para el reconocimiento del ojo y el iris, se pretende utilizar una cámara la cual se programará para que se enfoque en un punto preciso y que tome una cierta cantidad de imágenes  para luego seleccionar la más precisa. Para acceder a los resultados se empleará WiFi para comunicar la Galileo con una computadora, celular o tableta.

Justificación:

HAWKEYE  pretende ser una herramienta que pueda dar un resultado de análisis médico de cualquier persona, el cual tiene por objetivo ofrecer de una manera más rápida la interpretación de una posible enfermedad y por ello servir como prevención médica. Esto beneficiaría a hospitales y  comunidades en donde las personas no cuenten con servicios médicos suficientes o donde no existan suficientes médicos, incluido el caso de que no estuviese presente un médico, se podrá realizar un análisis y con esto dar un posible resultado del padecimiento.

Una de las cosas que nos llevó a desarrollar este HAWKEYE fue la necesidad que se tiene de servicios médicos y que usualmente  con la gran cantidad de personas que acuden a los hospitales no  se les da un servicio rápido debido a que la consulta de cada paciente varía dependiendo el problema o por alguna incapacidad física y/o mental (no pueden expresar con claridad sus síntomas) del paciente y por ello el médico se tardará más en atenderlo, mientras que con el uso de este artefacto se pretende ayudar a los médicos a agilizar este proceso y con el uso del internet de las cosas cada paciente tendría la oportunidad de checarse antes de pasar a consulta con el médico. Después se generaría una base de datos de cada paciente con sus posibles síntomas para que posteriormente el médico solo confirme lo que tiene el paciente. Además al paciente se le mostrarán los resultados de las posibles enfermedades  en forma de porcentaje.

Este método de análisis del iris es utilizado hoy en día principalmente por naturistas y ha sido un método confiable para una gran cantidad de enfermedades.

Aspecto Técnico:

Se pretende utilizar la librería de openCV para el reconocimiento del iris en el ojo ya que esta librería nos permite captar la realidad mediante la visión artificial, y de esta manera dar un mejor resultado del estudio del iris ya que es necesario la imagen a color y la mejor imagen. Debido al concepto que proporciona el Internet de las cosas, la ejecución y procesamiento de la imagen será en tiempo  real y con ello toda la gama de beneficios que este conlleva.

La mejor herramienta para llevar a cabo este proyecto es la  tarjeta Galileo la cual nos permite utilizar la librería de OpenCV desde Linux, además de todos los atributos que al hardware refieren.

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