Mostrar el registro sencillo del ítem

dc.contributor.advisorMartínez, Juan Carlosspa
dc.contributor.authorChoto, Eduardospa
dc.contributor.authorGarcía, Ernestospa
dc.contributor.authorGarcía, Renespa
dc.contributor.authorJiménez, Ivettespa
dc.contributor.authorUrueta, Dianaspa
dc.contributor.authorVarelo, Paolaspa
dc.date.accessioned2020-06-26T21:32:12Z
dc.date.available2020-06-26T21:32:12Z
dc.date.issued2007-03
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/3292
dc.description.abstractActualmente la humanidad afronta un desarrollo vertiginoso apoyado por las nuevas tecnologías, con una gran influencia de las denominadas tecnologías de la información y las comunicaciones, que permiten a los usuarios acceder a recursos remotos y tomar el control de estos sin necesidad de la presencia física, esta forma de manipulación es denominada Teleoperación. En términos generales la teleoperación permite el trabajo en medios hostiles sin poner en peligro la vida humana (robots ubicados en áreas de difícil acceso, con condiciones climáticas adversas, controlados remotamente), igualmente elimina barreras espaciales, por lo que no importa el lugar de ubicación del operario, casos como la teleasistencia médica, la operación quirúrgica remota, la operación de plantas industriales son ejemplos de la utilización de este sistema. La teleoperación también es aplicable al medio educativo, debido a que permite a los estudiantes y profesores acceder remotamente a los recursos disponibles en la institución educativa. Dentro de todo el conjunto de nuevas tecnologías de la información, se destacan tres herramientas como las más adecuadas para soportar la teleoperación: los sistemas hipermedia como forma de estructurar la información, la redes virtuales y las redes de comunicación de área extendida como soporte de la información y las telecomunicaciones, un ejemplo de estas últimas es la red Internet. El proceso de enseñanza-aprendizaje requiere de un elemento que permita al estudiante poner en práctica todos los conocimientos que vaya adquiriendo a lo largo del estudio. Este papel en las enseñanzas tradicionales lo desempeña el laboratorio de prácticas, el cual, inexorablemente, requiere de la presencia física del estudiante para poder manipular los recursos del laboratorio bajo la supervisión del profesor. El elemento necesario para abordar la realización de prácticas debe caracterizarse por darle la oportunidad al estudiante de acceder a estos recursos sin que la presencia física en el laboratorio sea una limitante, este elemento dinamizador del proceso es la existencia de un laboratorio virtual y de telepresencia accesible a través de una red basada en protocolos TCP/IP que permita al alumno practicar de una forma lo más similar posible a como si estuviese en las dependencias del laboratorio, dándole la posibilidad de manejar las simulaciones o interactuar con los dispositivos reales. La implementación de un entorno remoto de experimentación implica la independencia física de los usuarios (estudiantes, profesores, administradores) con el lugar de la experimentación, es decir, el laboratorio, además una independencia temporal, lo que conlleva a la total disponibilidad del laboratorio, sin restricciones de horarios de utilización. El entorno remoto siempre estará disponible para los usuarios, y sus limitaciones de uso solo estarán dadas por las políticas administrativas de la institución educativa. Con un sistema remoto se pueden diseñar prácticas para que el estudiante las realice desde una ubicación distinta a la institución educativa y en el horario que defina conveniente. La institución educativa inclusive puede prestar servicios a terceros, ofreciendo el entorno remoto para personas ajenas a la institución que requieran realizar prácticas. El entorno remoto le puede permitir al profesor comprobar que el proceso de aprendizaje del estudiante, realizar un seguimiento y evaluación de las prácticas realizadas por el estudiante. De la misma manera, los administradores pueden ejercer el control y gestión del laboratorio remotamente a través de módulos de administración. En la actualidad, existen las herramientas tecnológicas que permiten que un entorno remoto de teleoperación tenga propiedades de comunicación visual y auditiva con el laboratorio sobre la que se estén realizando las experiencias. Además de robustas interfaces gráficas de usuario (GUI), soluciones Cliente/Servidor, programación web, redes virtuales y seguridad en redes. Las instituciones educativas, especialmente las universidades están impulsando proyectos que propicien la utilización de la teleoperación en el uso de sus laboratorios, proyectos como Cíclope en la universidad politécnica de Madrid y el proyecto “Laboratorios virtuales y remotos de control automático: Análisis, diseño y desarrollo” de la Universidad Nacional de Educación a Distancia, son algunos de los ejemplos del auge de este sistema en España, proyectos similares se desarrollan en universidades de todo el mundo , que ven en la teleoperación el medio para potenciar el acceso a sus laboratorios. Estos desarrollos se apoyan en los recursos que hoy en día tienen los laboratorios, los cuales dentro de sus características presentan la capacidad de poderlos acceder remotamente, por ejemplo, los laboratorios de circuitos digitales cuentan con la opción de trabajar con herramientas como las FPGA que a través de un protocolo denominado JTAG pueden ser accedidas remotamente por medio de una IP real, también denominada IP pública, utilizando Internet. En consonancia con lo anterior, esta propuesta presenta el desarrollo de una solución para el acceso remoto con características especiales, que son el objeto de investigación, de manera que a partir de una dirección IP real conocida se logre el acceso a un conjunto de dispositivos de un laboratorio de circuitos digitales a través de Internet, evitando el uso de tantas IP reales como dispositivos existan, favoreciendo esto la utilización de IP reales en otro tipo de tareas o actividades. Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores el problema de investigación se ha definido de la siguiente forma: ¿Cómo optimizar el acceso a los servicios del laboratorio de circuitos digitales a través de Internet? La presente investigación tiene como objetivo general presentar un sistema para la implementación de una red virtual para teleoperación a través de Internet de un laboratorio de circuitos o técnicas digitales, que incentive a las instituciones educativas a utilizar estas nuevas herramientas que ofrecen las TICS y que sirva de base para implementaciones futuras. El proyecto tiene como campo de acción el laboratorio de técnicas digitales de la Universidad Tecnológica de Bolívar, en la ciudad de Cartagena, Colombia.spa
dc.description.tableofcontentsRESUMEN 9 0. INTRODUCCIÓN 12 1. MARCO TEÓRICO 16 1.1. SISTEMAS TELEOPERADOS 16 1.2. LABORATORIOS DE TECNICAS DIGITALES 18 1.3. REDES VIRTUALES 23 1.4. ANTECEDENTES 27 1.5. ACTUALIDAD 32 2. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 35 2.1. OBSERVACIÓN, PROBLEMA E HIPÓTESIS 36 2.2. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 37 3. IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED VIRTUAL PARA TELEOPERACIÓN A TRAVÉS DE INTERNET 39 3.1 DISEÑO Y DESARROLLO DEL SISTEMA DE TELEOPERACIÓN A TRAVÉS DE INTERNET DEL LABORATORIO DE TÉCNICAS DIGITALES 39 3.1.1. Descripción del Laboratorio de Técnicas Digitales 39 3.1.1.1 Esquema de Funcionamiento 39 3.1.2. Esquema de funcionamiento del sistema propuesto 41 3.1.3. Modelos de Teleoperación 41 3.1.3.1. Modelo de Teleoperación mediante NAPT 43 3.1.3.2. Modelo de Teleoperación a través de VPN (Virtual Private Network) 46 3.2 DISEÑO Y DESARROLLO DEL SOFTWARE DE ADMINISTRACION Y UTILIZACION DEL SISTEMA DE TELEOPERACION (SAUST) 52 3.2.1 Investigación preliminar 52 3.2.2 Determinación de los requerimientos 52 3.2.3 Diseño 56 3.2.3.1 Diseño de la base de datos 56 3.2.3.2 Diseño de las páginas Web 60 3.2.3.2.1 Páginas del Módulo Administrativo 61 3.2.3.2.2 Páginas del Módulo Operativo 81 3.2.4 Desarrollo del Software 86 3.2.4.1 Lenguajes de programación 87 3.2.4.2 Entrono de desarrollo Web 87 3.2.4.3 Base de datos 87 3.2.4.4 Servidor de páginas Web 87 3.3 IMPLEMENTACION DE UNA RED VIRTUAL PARA LA TELEOPERACIÓN DE UN LABORATORIO DE TÉCNICAS DIGITALES A TRAVÉS DE INTERNET 88 3.3.1. Implementación 88 3.3.1.1. Sistema de Teleoperación 88 3.3.1.2 Software de Administración y utilización del Sistema de Teleoperación (SAUST) 93 4. VALIDACION DE LA IMPLEMENTACION DE UNA RED VIRTUAL PARA LA TELEOPERACIÓN DE UN LABORATORIO DE TÉCNICAS DIGITALES A TRAVÉS DE INTERNET 96 4.1 VALIDACION DEL SISTEMA DE TELEOPERACIÓN 96 4.1.1 Prueba Inicial de Implementación de la VPN 97 4.1.2 Primera Prueba para la implementación de la VPN en el Laboratorio de la Universidad tecnológica de Bolívar 98 4.1.3 Segunda Prueba para la implementación de la VPN en el Laboratorio de la Universidad tecnológica de Bolívar 99 4.1.4 Prueba a la implementación final de la VPN en el Laboratorio de la Universidad tecnológica de Bolívar 100 4.2 VALIDACION DEL SOFTWARE DE ADMINISTRACIÓN Y UTILIZACIÓN DEL SISTEMA DE TELEOPERACIÓN (SAUST) 101 4.2.1 Validación del Módulo Operativo 102 4.2.2 Validación del Módulo Administrativo 104 4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS 109 4.4. IMPACTO POTENCIAL 111 5. CONCLUSIONES 113 5.1. RECOMENDACIONES 115 GLOSARIO 117 BIBLIOGRAFÍA 119 ANEXOS 124spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleImplementación de una red virtual para teleoperación a través de internetspa
dc.title.translatedImplementation of a virtual network for teleoperation through the interneteng
dc.degree.nameMagíster en Ciencias Computacionalesspa
dc.coverageBucaramanga (Colombia)spa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programMaestría en Ciencias Computacionalesspa
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.localTesisspa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.subject.keywordsAutomatic control systemseng
dc.subject.keywordsEngineering laboratorieseng
dc.subject.keywordsInteractive multimediaeng
dc.subject.keywordsRoboticseng
dc.subject.keywordsComputer simulationeng
dc.subject.keywordsInvestigationseng
dc.subject.keywordsAnalysiseng
dc.subject.keywordsTeleoperationeng
dc.subject.keywordsInformation technology and communicationseng
dc.subject.keywordsTeaching-learning processeng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.referencesChoto, Eduardo, García, Ernesto, García, Rene, Jiménez, Ivette, Urueta, Diana, Varelo, Paola (2007). Implementación de una red virtual para teleoperación a través de internet. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.relation.references[1] Altera Corp. Data Book. 1998spa
dc.relation.references[2] BRADY, K. y TARN, T. J. Internet-based Remote Teleoperation. Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 1998spa
dc.relation.references[3] BROWN, S. y ROSE, J. Architecture of FPGAs and CPLDs: A Tutorial. 1997.spa
dc.relation.references[4] COLE, Eric. Network Security Bible. Editorial John Wiley & Sons. 2005.spa
dc.relation.references[5] CONWAY, Richard. Code Hacking : A Developer's Guide to Network Security, Editorial Charles River Media. 2004.spa
dc.relation.references[6] DAS, Rajarsh. Enabling IP Routing with Cisco Routers. Editorial Charles River Media. 2004.spa
dc.relation.references[7] DOUGLAS E. Comer. Redes Globales de Información con Internet y TCP/IP. Prentice Hall, 1996. 621 P.spa
dc.relation.references[8] EYRICH, M.; SCHLAGER, M.; WOLISZ, A. Using the Remote Socket Architecture as NAT Replacement. Personal Mobile Communications Conference, 2003. 5th European (Conf. Publ. No. 492). 22-25 Abril 2003. Página(s):312 – 317.spa
dc.relation.references[9] GOLDBERG, K.;MASCHA, M.;GENTNER, S.;ROTHENBERG, N.; SUTTER, C.; WIEGLEY, J. Desktop Teleoperation Via The World Wide Web.(1995). Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automationspa
dc.relation.references[10] GUPTA, Meeta. Building a Virtual Private Network. Editorial Course PTR. 2002 .spa
dc.relation.references[11] HARIK, L. y KAYSSI, A. FPGA-based Load Balancer for Internet Servers. Microelectronics, The 14th International Conference on 2002 – ICM. 11-13 Dic. 2002 Página(s):190 – 193.spa
dc.relation.references[12] HELD, Gilbert. ABCs of IP Addressing. Editorial: Auerbach Publishers. 2001spa
dc.relation.references[13] HELD, Gilbert. Virtual Private Networking : A Construction, Operation and Utilization Guide. Editorial John Wiley & Sons. 2005spa
dc.relation.references[14] HOLZMANN, Gerald J. Design and Validation of Computer Protocols. New Jersy. Prentice Hall, 1991. 536 P.spa
dc.relation.references[15] KOCHER, J.E. y GILLIAM, D.P. Self Port Scanning Tool: Providing a more secure computing environment through the use of proactive port scanning. Enabling Technologies: Infrastructure for Collaborative Enterprise, 2005. 14th IEEE International Workshops on. 2005.spa
dc.relation.references[16] Microsoft. Implementación de VPN de acceso remoto basadas en PPTP http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/windowsserver2003/es/library/ServerHelp/c257e16c-0da2-410d-a0e1-192b006ca683.mspx?mfr=true. Consultado: Agosto 2006spa
dc.relation.references[17] MEINSTER, Barry. CCNP Remote Access Exam Prep. Editorial Coriolis Group. 2000.spa
dc.relation.references[18] MOHAMED, E.E.; Abdel-Wahab, H.; Salama, I. Multicast Address Management in the Internet: A study of the port blocking problem. Computer Systems and Applications, 2005. The 3rd ACS/IEEE International Conference on. 2spa
dc.relation.references[19] NUÑO ORTEGA, Emmanuel. BASAÑEZ VILLALUENGA Luis. Teleoperación: técnicas, aplicaciones, entorno sensorial y teleoperación inteligente. 2004 Consultado :Julio 2006 http://bibliotecnica.upc.es/reports/ioc/IOC-DT-P-2004-05.pdf.spa
dc.relation.references[20] PREETHAM, V. Internet Security and Firewalls. Editorial Course Technology. 2002.spa
dc.relation.references[21] SÁNCHEZ MORENO, Francisco y PLATERO DUEÑAS, Carlos. Proyecto CICLOPE Realización de Experimentos a través de Internet con escenarios físicos remotos. http://laurel.datsi.fi.upm.es/~fsanchez/papers/2001_Ciclope_EIWISA.pdf Consultado : Julio 2006spa
dc.relation.references[22] SÁNCHEZ, José; DORMIDO, Sebastián; F., Morilla. Laboratorios Virtuales y Remotos para la Práctica a Distancia de la Automática. Departamento de Informática y Automática, UNED. Instituto Cervantes (España). 2000-2001. http://cvc.cervantes.es/obref/formacion_virtual/campus_virtual/sanchez.htm Consultado : Mayo 2006.spa
dc.relation.references[23] SATYANARAYANAN, O.T.; Shankar, J.S. Management of NAT-based Private Networks. Integrated Network Management. 2005. 9th IFIP/IEEE International Symposium on. 15-19 May 2005. Página(s):573 –spa
dc.relation.references[24] SHELDON, Tom. Guia Lan Time the Interoperabilidad. España: Macgraw Hill, 1992.spa
dc.relation.references[25] SMITH, M. y HUNT, R. Network security using NAT and NAPT. 10th IEEE International Conference on. 27-30 Ag. 2002 Página(s) 355 – 36spa
dc.relation.references[26] SLATTERY, Terry. Advanced IP Routing in Cisco Networks. Editorial McGraw-Hill Professional Book Group. 2000spa
dc.relation.references[27] SONNENREICH, Wes. Network Security Illustrated. Editorial McGraw-Hill Professional Publishing. 2003.spa
dc.relation.references[28] STALLINGS, William. Data and Computer Comunications. New Jersy. Prentice Hall.spa
dc.relation.references[29] GONZALEZ, Juan. Proyecto Labobot. Utilización de una FPGA para mover unas minicámaras. Proyecto realizado en la asignatura de doctorado "Codiseño de Sistemas Software/Hardware avanzados", curso 2001-2002, impartido en la E.T.S de Informática de la UAM. México. 2002spa
dc.relation.references[30] Manual de Usuario de placa IIE-PCI. http://mondueri.com/iiepci/docs/html/DocPlacaUserGuide.shtml Consultado: Mayo 2006spa
dc.relation.references[31] MARIN PRADES, Raúl. The UJI Online Robot. Sistema que permite controlar un robot vía web. Universidad Jaume I. España. 2002. . http://www.tdx.cesca.es/TDX-0710106-114411/ Consultada : Junio 2006spa
dc.relation.references[32] PEREX, Sandra y HOLGUIN, Germa. Laboratorios de Acceso Remoto. Un Nuevo Concepto en los Procesos de Enseñanza – Aprendizaje. Articulo de internet http://digital.ni.com/worldwide/latam.nsf/87e62f4c89ea9df9862564250075e6e4/f54369a0ec8c0b4486256b5f006565a9/$FILE/LabRemoto.PDF Accedido en Junio 2006spa
dc.relation.references[33] Portal Altera Corporation. Empresa dedicada a la creación y distribución de dispositivos para el diseño de circuitos a través de software, ofrece FPGA y software como el Quartus. California-USA. http//www.altera.com. consultado: Mayo 2006spa
dc.relation.references[34] Portal de los maestros de América Latina. www.eleducador.com . Consultado: Junio 2006spa
dc.relation.references[35] TILLER, James S. Technical Guide to IPSec Virtual Private Networks. Editorial Auerbach Publishers. 2000spa
dc.relation.references[36] VICINO, Antonio. The Automatic Control Telelab: A User-Friendly Interface for Distance Learning. Publicación IEEEspa
dc.relation.references[37] VICENT M. Rodrigo. Modelo de referencia de un laboratorio virtual. http://w3.iec.csic.es/ursi/articulos_villaviciosaodon_2001/articulos/147.pdf. Consultado: Julio 2006spa
dc.relation.references[38] YUAN, Jianying; ZHOU, Jiantao; WENJIANG, Pei; TAIJUN, Wang. An application of network address translation on gateway. Neural Networks and Signal Processing, 2003. Proceedings of the 2003 International Conference on. Volumen 2, 14-17 Dic. 2003 Pagina(s):1658 - 1661 Vol.2spa
dc.subject.lembSistemas de control automáticospa
dc.subject.lembLaboratorios de ingenieríasspa
dc.subject.lembMultimedia interactivaspa
dc.subject.lembRobóticaspa
dc.subject.lembSimulación por computadoresspa
dc.subject.lembInvestigacionesspa
dc.subject.lembAnálisisspa
dc.description.abstractenglishCurrently humanity faces a vertiginous development supported by new technologies, with a great influence of so-called information and communication technologies, which allow users to access remote resources and take control of them without the need for physical presence, This form of manipulation is called Teleoperation. In general terms, teleoperation allows work in hostile environments without endangering human life (robots located in areas of difficult access, with adverse weather conditions, remotely controlled), it also eliminates spatial barriers, so the place of location does not matter. of the operator, cases such as medical telecare, remote surgical operation, the operation of industrial plants are examples of the use of this system. Teleoperation is also applicable to the educational environment, since it allows students and teachers to remotely access the resources available in the educational institution. Within the entire set of new information technologies, three tools stand out as the most appropriate to support teleoperation: hypermedia systems as a way of structuring information, virtual networks and wide area communication networks as support for communication. information and telecommunications, an example of the latter is the Internet network. The teaching-learning process requires an element that allows the student to put into practice all the knowledge they acquire throughout the study. This role in traditional teachings is played by the practical laboratory, which inexorably requires the physical presence of the student to be able to manipulate the resources of the laboratory under the supervision of the teacher. The necessary element to approach the realization of practices must be characterized by giving the student the opportunity to access these resources without the physical presence in the laboratory being a limitation, this dynamic element of the process is the existence of a virtual laboratory and accessible telepresence Through a network based on TCP / IP protocols that allows the student to practice in a way that is as similar as possible to as if they were in the laboratory, giving them the possibility of handling simulations or interacting with real devices. The implementation of a remote environment for experimentation implies the physical independence of the users (students, teachers, administrators) with the place of experimentation, that is, the laboratory, in addition to a temporary independence, which leads to the total availability of the laboratory, without restrictions of hours of use. The remote environment will always be available to users, and its use limitations will only be determined by the administrative policies of the educational institution. With a remote system, practices can be designed for the student to carry out from a location other than the educational institution and at the time that he or she defines as convenient. The educational institution can even provide services to third parties, offering the remote environment for people outside the institution who require internships. The remote environment can allow the teacher to verify that the student's learning process, to monitor and evaluate the practices carried out by the student. In the same way, administrators can exercise control and management of the laboratory remotely through administration modules. At present, there are technological tools that allow a remote teleoperation environment to have visual and auditory communication properties with the laboratory on which the experiences are being carried out. In addition to robust graphical user interfaces (GUI), Client / Server solutions, web programming, virtual networks and network security. Educational institutions, especially universities, are promoting projects that promote the use of teleoperation in the use of their laboratories, projects such as Cíclope at the Polytechnic University of Madrid and the project “Virtual and remote laboratories with automatic control: Analysis, design and development ”From the National University of Distance Education, are some of the examples of the rise of this system in Spain. Similar projects are being developed in universities around the world, which see teleoperation as the means to enhance access to their laboratories. These developments are supported by the resources that laboratories have today, which among their characteristics have the ability to access them remotely, for example, digital circuit laboratories have the option of working with tools such as FPGAs that Through a protocol called JTAG they can be accessed remotely through a real IP, also called public IP, using the Internet. In line with the foregoing, this proposal presents the development of a solution for remote access with special characteristics, which are the object of research, so that access to a set of devices is achieved from a known real IP address. a laboratory of digital circuits through the Internet, avoiding the use of as many real IPs as existing devices, thus favoring the use of real IPs in other types of tasks or activities. Taking into account the previous digital considerations, the research problem has been defined as follows: How to optimize access to circuit laboratory services through the Internet? The present research has the general objective of presenting a system for the implementation of a virtual network for teleoperation through the Internet of a laboratory of circuits or digital techniques, which encourages educational institutions to use these new tools offered by ICTs and that serves as a basis for future implementations. The project's field of action is the digital techniques laboratory of the Bolívar Technological University, in the city of Cartagena, Colombia.eng
dc.subject.proposalTeleoperaciónspa
dc.subject.proposalTecnologías de la información y las comunicacionesspa
dc.subject.proposalProceso de enseñanza-aprendizajespa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TM
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa


Ficheros en el ítem

Thumbnail

Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)

Mostrar el registro sencillo del ítem

Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
Excepto si se señala otra cosa, la licencia del ítem se describe como Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia