DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i1.5467

Prototipo de sistema de geolocalizaci�n para personas vulnerables usando el m�dulo A9G y Arduino UNO

Mois�s Isaac Espinosa-Espinosa

[email protected]

https://orcid.org/0000-0001-5954-1985

Facultad de Ciencias, Universidad Nacional aut�noma de M�xico

Ciudad de M�xico � M�xico

Ricardo Alan Retana Gonz�lez

[email protected]

https://orcid.org/0000-0001-5628-1655

Facultad de Ciencias, Universidad Nacional aut�noma de M�xico

Ciudad de M�xico - M�xico

RESUMEN

Ante un hecho delictivo como privaci�n de la libertad, secuestro, etc., es indispensable que la v�ctima sea asistida inmediatamente por los cuerpos de seguridad p�blica para truncar el delito. Por este motivo, es importante conocer su posici�n geogr�fica en tiempo real. En este documento se presenta un prototipo de un Sistema de Geolocalizaci�n para Personas Vulnerables: Bot�n de P�nico (SOS) integrado con tecnolog�as de comunicaci�n comercial y de bajo coste como son el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), y Sistema Global para las comunicaciones m�viles (GSM) usando los m�dulos A9G y Arduino Uno. El sistema tiene un proceso de activaci�n, y desactivaci�n dirigido por el principio de percepci�n de tiempo y genera mensajes de socorro con un hiperv�nculo para Google Maps, que ayuda a visualizar la geoposici�n de la v�ctima. Los mensajes se transmiten cada 3 minutos utilizando el servicio de mensajes SMS (Short Message Service) de la red Telcel (M�xico) de forma continua hasta su desactivaci�n. El prototipo tiene como objetivo determinar la viabilidad y funcionalidad del sistema propuesto para una futura implementaci�n usando el concepto de sistema embebido con tecnolog�a de sistemas microelectromec�nicos (Microelectromecnical Systems, MEMS).

Palabras clave: m�dulo A9G; Arduino Uno; Sistema de Posicionamiento Global (GPS); Sistema Global para las Comunicaciones M�viles (GSM). �

Correspondencia: [email protected]

Art�culo recibido: 28 enero de 2023. Aceptado para publicaci�n: 28 febrero 2023.

Conflictos de Inter�s: Ninguna que declarar

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Como citar: Espinosa-Espinosa, M. I., & Retana Gonz�lez, R. A. (2023). Prototipo de sistema de geolocalizaci�n para personas vulnerables usando el m�dulo A9G y Arduino UNO. Ciencia Latina Revista Cient�fica Multidisciplinar, 7(1), 11359-11388. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i1.5467

Geolocation system prototype for vulnerable people using the A9G module and Arduino UNO

ABSTRACT

Whenever a criminal act occurs, such as deprivation of liberty, kidnapping, etc., it is essential that the victim is immediately assisted by the public security forces in order to stop the crime. For this reason, it is important to know his/her geographic position in real-time. This paper presents a prototype of a Geolocation System for Vulnerable People: Panic Button (SOS) integrated with commercial and low-cost communication technologies such as Global Positioning System (GPS), and Global System for Mobile Communications (GSM) using A9G and Arduino Uno modules. The system has an activation and deactivation process guided by the principle of time perception and generates help messages with a hyperlink to Google Maps, which helps to visualize where the victim is located. The messages are transmitted every 3 minutes using the SMS (Short Message Service) of the Mexican Telcel network continuously until deactivation. The prototype aims to determine the feasibility and functionality of the proposed system for future implementation using the embedded system concept with Microelectromechanical Systems (MEMS) technology.

Keywords: A9G module; Arduino Uno; Global System for Mobile (GSM); Global Positioning system (GPS).

INTRODUCCI�N

Hoy en d�a es cada vez m�s com�n encontrar en sistemas electr�nicos de uso civil, dom�stico, recreativo y social, el Sistema Global de Comunicaciones M�viles, (GSM) y el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) debido a su funcionalidad, tama�o reducido y bajo coste (GPS.Gov., 2021; GSM Association 2022; Anderson C., 2001; Grewal, M., Weill, L. Y Andrews, A. 2007). Las aplicaciones con las tecnolog�as GSM y GPS han tenido un crecimiento acelerado en diferentes �reas como el cuidado y monitoreo del medio ambiente, recreativa, topograf�a y cartograf�a, agricultura, seguridad p�blica, salud, socorro en caso de desastres entre otras (Dwolatzky, Trengove, Struthers, Mcintyre, Martinson, 2006; Elbahnasawy, M., Shamseldin, T., Habib, A., 2018; Hofmann-Wellenhof, B. at al. 1997; Maklouf, O. et al 2019; Parveen, Z., y Kawther, A., 2015; Rong-Jyue, Ken-I, Hsin-Chang, Cheng-Chung, y Chin-Chih, 2007; y Zhong, M., Guo, J., Zhou, D., 2018).

En las �reas de salud y seguridad p�blica; las aplicaciones se enfocan en la geolocalizaci�n de personas vulnerables en las urbes de todo el mundo. El grupo de personas vulnerables est� formado por individuos que padecen de alguna enfermedad degenerativa o mental, individuos de la tercera edad, infantes, peregrinos, turistas, v�ctimas de delitos como asaltos, secuestros, homicidios, violaciones f�sicas y sexuales, feminicidios, y desapariciones forzadas (Aisuwarya, R., Melisa, y Ferdian, R. 2019; Espinosa Espinosa, M. I., y Retana Gonz�lez, R. A., 2022; Fahmi, F. at al 2018; Hammami, A. 2018; Organizaci�n Mundial de la Salud, 2022).

En el �rea de seguridad p�blica este tipo de sistemas pueden coadyuvar a las autoridades pertinentes y familiares de v�ctimas de secuestros, homicidios, violaciones f�sicas y sexuales, etc. Principalmente en un pa�s como M�xico, en d�nde el �ndice delictivo ha crecido de forma exponencial durante la �ltima d�cada, generando un da�o social, y econ�mico. Este �ltimo representa alrededor del 10% del producto interno bruto (PIB). (Encuesta Nacional de Victimizaci�n y Percepci�n sobre Seguridad P�blica, ENVIPE, 2021; Instituto Nacional de Geograf�a y Estad�stica, INEGI, 2021). De acuerdo con la ENVIPE del INEGI de 2021 se estima que el porcentaje de los delitos con mayor cifra negra son el secuestro con 98.6%, el robo parcial de veh�culo con 94.4%, el robo o asalto en v�a o transporte p�blico con 94.4% y el robo a casa habitaci�n con 90.6%. En el tema de feminicidios, de enero a septiembre de 2021, se registraron 762 v�ctimas que corresponden a un aumento del 2% con respecto al mismo periodo del a�o 2020. Solo en el mes de agosto del 2021 se registraron 107 v�ctimas. Los estados de la rep�blica mexicana que tienen un mayor �ndice delictivo en este tema son Aguascalientes con un incremento del 600%, Campeche con 167% y Tlaxcala con 125%. La ciudad de M�xico registr� una disminuci�n del 10% en este rubro. El �ndice delictivo en secuestro tuvo una tendencia a la baja en el periodo de agosto de 2019 hasta enero de 2021 con una cifra hist�rica de 50 v�ctimas promedio por mes, que corresponde a una disminuci�n del 22% a nivel nacional. Esta disminuci�n pudo ser consecuencia del cofinanciamiento social debido a la pandemia producida por el virus SARS-COV-2. Durante el periodo de enero a septiembre de 2021 se registr� una cifra de 627 v�ctimas en este rubro. No obstante, este delito es el que menos se denuncia y tiene una cifra negra del 98.6%. Los estados del pa�s que tienen una tendencia al alza son Nayarit con un �ndice de 200%, Quer�taro con 143% y Campeche con 100%. Durante el periodo de enero a septiembre de 2020, las alcald�as de la CDMX que tuvieron mayor �ndice de secuestros son Iztapalapa con 10 casos, Tlalpan con 8 casos, Cuauht�moc y Venustiano Carranza con 6 casos cada una (Encuesta Nacional de Seguridad P�blica Urbana, ENSU, 2021).

El gobierno federal de M�xico utiliz� el servicio de atenci�n de llamadas de emergencia 911 para apoyar a personas vulnerables con la aplicaci�n �APP 9-1-1 Emergencias� en 2019. Esta aplicaci�n utiliza la telefon�a m�vil del usuario, es gratuita y est� disponible para los sistemas operativos iOS y Android. Para utilizar la aplicaci�n, �sta se debe de instalar en un tel�fono personal, llenar un registro en la plataforma del sistema de emergencias para ser dado de alta. Adicionalmente, es necesario que el GPS y los datos m�viles del tel�fono est�n activados permanentemente. La APP tiene tres funciones; notificaci�n de emergencias, llamada de emergencia y bot�n de p�nico. Est� �ltima sirve para reportar una emergencia silenciosa. Cuando la APP es activada, env�a una alerta al centro de operadores de atenci�n de emergencia y protecci�n ciudadana del C5 en cuesti�n de segundos. El operador que recibe la alerta puede ponerse en contacto con la v�ctima por medio de tres opciones, una llamada bidireccional, llamada silenciosa y chat. Adem�s, el operador obtiene autom�ticamente la ubicaci�n de la v�ctima debido a que la aplicaci�n est� geo-referenciada (APP 9-1-1 Emergencias, 2019).

El principal problema de esta aplicaci�n es que utiliza el tel�fono m�vil de la v�ctima. Desgraciadamente el tel�fono es el primer objeto que se pierde ya sea de forma accidental o involuntaria durante un evento delictivo (secuestro, violaci�n, etc.). Adem�s, el usuario tiene que operar la aplicaci�n para que �sta env�e la alarma, lo cual es complicado bajo circunstancias apremiantes.�

Debido a la falta de un sistema que auxilie a las v�ctimas de delito para su geolocalizaci�n dentro del territorio nacional de forma segura, en tiempo real y sin necesidad de utilizar el tel�fono m�vil de la v�ctima, se propone en este documento un prototipo de sistema de Geolocalizaci�n para Personas Vulnerables: Bot�n de P�nico (SGPVBP) basado en el sistema propuesto por los autores Espinosa Espinosa, M.I. y Retana Gonz�lez, R.A, (2022). El SGPVBP est� integrado con tecnolog�as GSM, GPS, y Arduino. En el primer prototipo presentado por los autores, el receptor GPS tuvo inconvenientes en el proceso de comunicaci�n con la constelaci�n satelital, que propici� interrupciones en la adquisici�n de las coordenadas geogr�ficas durante la prueba de campo. Por tal motivo, en este documento se presenta una variaci�n del prototipo en donde se cambi� los m�dulos GPS y GSM por un solo m�dulo que tiene integrado ambas tecnolog�as y mejores prestaciones t�cnicas con el objetivo de corregir los problemas de comunicaci�n GPS que tuvo el primer prototipo.� ���

El presente documento se divide en tres secciones: la primera describe la arquitectura de comunicaci�n, y el diagrama de flujo del funcionamiento del prototipo propuesto usando tecnolog�a comercial y de bajo coste como es Arduino y el m�dulo A9G (GPS-GSM). La segunda parte describe las pruebas de funcionalidad y caracterizaciones el�ctricas y de potencia transmitida por el m�dulo A9G. En la secci�n final, se presenta la prueba de campo del prototipo, sus resultados y una comparaci�n t�cnica entre el primer prototipo presentado por los autores y el prototipo presentado en este documento.

MATERIALES Y M�TODOS

Sistema de geolocalizaci�n para personas Vulnerables: bot�n de p�nico (SGPVBP)

La idea original es que el sistema sea un dispositivo embebido e integrado en una pulsera

para dotarlo de miniaturizaci�n, portabilidad, y camuflaje. Sin embargo, en este documento s�lo se presenta el desarrollo de un prototipo de geolocalizaci�n que utiliza las tecnolog�as GSM y GPS usando m�dulos electr�nicos comerciales y baratos. El uso de estos m�dulos permite adquirir conocimiento de estas tecnolog�as a bajo coste y de forma eficiente. Adicionalmente, ayuda a la identificaci�n y soluci�n de inconvenientes que se generan cuando se hace uso de estas tecnolog�as en el desarrollo de aplicaciones reales como es el sistema propuesto en este documento.

El uso del m�dulo A9G y la adecuaci�n t�cnica en la integraci�n del SGPVBP es la principal diferencia con respecto al prototipo presentado en (Espinosa Espinosa, M. I., y Retana Gonz�lez, R. A., 2022).

Arquitectura de comunicaci�n del sistema de geolocalizaci�n para personas Vulnerables: bot�n de p�nico (SGPVBP)

El SGPVBP utiliza una arquitectura de comunicaci�n satelital (GPS) y comunicaci�n global m�vil (GSM) en combinaci�n con la plataforma de desarrollo Arduino Uno. (Arduino.cl, 2022). Cuando el SGPVBP es activado por la posible v�ctima (portador), adquiere la geoposici�n del portador utilizando el sistema GPS y la env�a a la tarjeta Arduino. La tarjeta por medio de un sketch computacional gestiona la informaci�n recibida y la env�a al transmisor GSM para su futura transmisi�n. El transmisor env�a dicha informaci�n usando el sistema de mensajes cortos (SMS) de la red GSM y agrega un hiperv�nculo para la aplicaci�n Google Maps (Google Maps, 2022). A su vez, el sistema utiliza como receptor de los mensajes la telefon�a celular inteligente comercial que es capaz de operar la aplicaci�n Google Maps y visualizar la geoposici�n de la persona de inter�s en tiempo real dentro del territorio nacional. El sistema propuesto tiene la capacidad de utilizar tres usuarios de confianza, que pueden ser familiares y/o autoridades competentes que recibir�n los mensajes de auxilio. El n�cleo del SGPVBP es la unidad A9G, la cual es un sistema en m�dulo (System On Module, SoM) que tiene en un s�lo dispositivo un transmisor GSM/GPRS modelo RDA6625E, un receptor GPS/GNSS modelo GK9501, y un chip CPU modelo RDA8955L, RISC 32 bit. El A9G tiene una ranura lectora o lector SIM para una tarjeta micro SIM (Subscriber Identify Module). Estas caracter�sticas hacen al A9G adecuado para aplicaciones m�viles de rastreo y monitoreo de personas, autom�viles, ganado o mascotas. Este m�dulo es fabricado por la compa��a Ai-Thinker Technology Co. (Ai Thinker, 2017; A9G-GPS, 2021; A9G-GSM, 2021). En la figura 1 se presenta la arquitectura del SGPVBP.

Principio de Funcionamiento del SGPVBP

El funcionamiento del SGPVBP est� basado en un proceso de activaci�n/desactivaci�n basado en el principio de percepci�n de tiempo. El sistema se acciona manteniendo presionado el bot�n de activaci�n durante aproximadamente 5 segundos. Una vez activado, el receptor GPS-A9G se comunica con una constelaci�n de sat�lites artificiales para obtener la ubicaci�n geogr�fica del portador. Posteriormente, el receptor transfiere esta informaci�n a Arduino Uno.

En el microcontrolador de Arduino se tiene almacenado un sketch computacional que administra el proceso de comunicaci�n recepci�n-transmisi�n entre Arduino y el m�dulo A9G utilizando el protocolo UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter). Este proceso est� dividido en dos partes; la primera es entre Arduino-receptor GPS-A9G utilizando el est�ndar NMEA (National Marine Electronics Association), y la segunda es entre Arduino-transmisor GSM-A9G utilizando los comandos AT (Attention, Hayes command set).

En la primera parte; el algoritmo del sketch extrae los datos de latitud y longitud de las coordenadas geogr�ficas del portador de la informaci�n enviada por el receptor GPS y asigna el formato adecuado a las coordenadas para ser interpretadas por la aplicaci�n Google Maps. El formato es:

https://maps.google.com/maps?q=LATITUD+LONGITUD.

donde https (HyperText Transfer Protocol Secure) es el protocolo de comunicaci�n que

permite enviar la latitud y longitud mediante la World Wide Web (www.) de forma segura al servidor de Google Maps.

En la segunda parte; los datos son transferidos al transmisor GSM-A9G, y �ste emite un

mensaje corto de texto (SMS) a tres contactos de confianza cada tres minutos por medio de la red m�vil GSM. Los contactos se definen con antelaci�n y pueden ser familiares de la posible v�ctima y/o autoridades de seguridad p�blica. Estos mensajes est�n formados por una leyenda de auxilio y un hiperv�nculo para la aplicaci�n Google Maps, que permite visualizar la geolocalizaci�n del portador en tiempo real. El A9G utiliza una tarjeta SIM de la compa��a Telcel-M�xico de tercera generaci�n (3G) para operar con la red GSM-Telcel. Sin embargo, puede utilizar una tarjeta SIM de cualquier compa��a que funcione en el territorio nacional.

Ventanas de tiempo de activaci�n y desactivaci�n del SGPVBP

Para el proceso de activaci�n y desactivaci�n del SGPVBP se establecieron tres ventanas de tiempo, las cuales fueron definidas con base a los resultados obtenidos del estudio de percepci�n de tiempo presentado en (Espinosa Espinosa, et al., 2022). El estudio utiliz� 70 personas (muestras), las cuales se dividieron en dos secciones con 35 personas cada una. Las personas de la primera secci�n mantuvieron presionado el bot�n durante lo que ellos consideraban 5 segundos, y se obtuvo un tiempo promedio de presionado de 4.019 S con una desviaci�n est�ndar de σ=1.094. Las personas de la segunda secci�n ejecutaron la misma tarea, pero para un tiempo de 10 segundos, y se obtuvo un valor promedio de 8.413 S con una desviaci�n de σ=2.309. Del estudio, se observa que, a mayor tiempo de presionado, mayor es la dispersi�n de los datos. Por lo tanto, si se toman en cuenta dos desviaciones est�ndar para cubrir a la mayor�a de los datos, los dos intervalos de tiempo se traslapar�an ocasionando ejecuciones incorrectas del sistema. En consecuencia, se toma una desviaci�n est�ndar (σ) de cada prueba para definir las ventanas. Es decir, la primera ventana (activaci�n≈5S) se define entre 2.925 - 5.113S (4.019�1.094S), la segunda ventana (desactivaci�n≈10S) se define entre 6.104 - 10.722S (8.413�2.309S), y la tercera ventana es cualquier tiempo que no se encuentre entre los dos periodos anteriores. En la tabla 1 se presentan los resultados del estudio de percepci�n de tiempo, la definici�n de cada ventana y su funci�n.

Tabla 1. Resultados del estudio de percepci�n de tiempo
Tiempo de respuesta t�ctil [S]	Promedio de percepci�n de tiempo [S]	Desviaci�n est�ndar	Ventana de tiempo definida [S]	Funci�n
5	4.019	1.094	2.925-5.113	Activar
10	8.413	2.309	6.104-10.722	Desactivar

Diagrama de flujo del SGPVBP

El diagrama de flujo que describe los procesos de activaci�n, desactivaci�n, obtenci�n de las coordenadas de geolocalizaci�n y generaci�n de los mensajes de auxilio del SGPVBP es presentado en la figura 2 (Espinosa Espinosa, et al., 2022). Si el tiempo de presionado del bot�n del SGPVBP est� dentro de la primera ventana, entonces se actualiza el estado del sistema a �1 l�gico� y se verifica el estado previo. Si el estado anterior es �0 l�gico� se concluye que el dispositivo fue encendido por primera vez y se obtienen los datos de geolocalizaci�n con ayuda del receptor GPS.

Posteriormente el SGPVBP genera y env�a el primer SMS de ayuda. Por el contrario, si el estado l�gico previo es �1�, significa que el sistema ya hab�a transmitido un mensaje. En este caso, solamente se mide el tiempo que transcurri� a partir del env�o de este. Cuando el tiempo medido es igual a 3 minutos se env�a un nuevo mensaje con las coordenadas geogr�ficas actualizadas. Por otra parte, si el tiempo de presionado del bot�n est� dentro de la segunda ventana, se asigna un estado l�gico de �0� al sistema. Si �ste estaba en estado activo, transmitiendo mensajes, entonces pasa a un estado inactivo y deja de transmitirlos. Con esto se desactiva al sistema en los casos de una activaci�n accidental y/o que el portador ya no requiera ayuda. En caso contrario, si el estado anterior era un �0 l�gico�, inactivo, simplemente se verifica si el bot�n ha sido presionado o no. Finalmente, si el tiempo de presionado del bot�n est� fuera de las ventanas anteriores, s�lo se comprueba si el bot�n ha sido activado nuevamente y no se genera ning�n mensaje. Con esto el sistema est� en un estado de �alerta� para su pronta activaci�n.

Desarrollo del sketch computacional del SGPVBP.

El sketch computacional del SGPVBP est� basado en el diagrama de flujo de la figura 2, se

desarroll� en el IDE de Arduino y est� formado por tres bloques de programaci�n. El �

primero corresponde a la importaci�n y declaraci�n de las bibliotecas necesarias para operar el m�dulo A9G, el segundo ata�e al ciclo de monitoreo del estado del bot�n y a las condiciones necesarias para ejecutar las distintas acciones, y el tercero compete a la funci�n que env�a los mensajes de texto con las coordenadas geogr�ficas.

Con respecto al primer bloque; las bibliotecas utilizadas son: NMEAGPS.h, GPSport.h y SoftwareSerial.h. �NMEAGPS.h se us� para analizar y asignar a la informaci�n obtenida por el receptor GPS el formato correspondiente al est�ndar NMEA para su transmisi�n a Arduino. Adicionalmente, ayud� a crear una instancia �gps� que permiti� llamar a los m�todos embebidos dentro de dicha biblioteca.

SoftwareSerial.h se us� para la comunicaci�n serie entre Arduino y el transmisor GSM-A9G. Para tal efecto, se definieron los puertos 8 como transmisor TX y 9 como receptor RX de Arduino. La declaraci�n de las bibliotecas y definici�n de los puertos se observan en la figura 3a. En GPSport.h se definieron los puertos para la comunicaci�n serie entre Arduino y el receptor GPS-A9G. Los puertos de Arduino utilizados son el 11 como receptor

(RX) y el 12 como transmisor (TX). La definici�n de los puertos en la biblioteca GPSsport.h son se�alados con flechas rojas en la figura 3b.

El segundo hace una revisi�n del estado actual del bot�n, el cual es asignado a la variable �PushActual.� Si el sistema fue activado, entonces, se mide el tiempo de presionado del bot�n con la funci�n �tiempo()�. Si el tiempo est� dentro de la primera ventana, se revisa si el sistema ya hab�a sido activado, de no ser as� se cambia el estado de �ste y se asigna un nivel l�gico alto a la variable �LEDestado=1� provocando que el dispositivo se encienda. Por el contrario, si el tiempo est� dentro de la segunda ventana, el sistema revisa si estaba activado, de ser as�, cambia su estado a inactivo, y le asigna un nivel l�gico bajo a la variable �LEDestado = 0�. Esto provoca que el dispositivo deje de mandar mensajes. Al final se llama a la funci�n �GPSloop()� que lee la informaci�n del GPS y da el formato adecuado a dicha informaci�n para generar los mensajes SMS cuando el sistema este activo. Esta parte es presentada en la figura 4a.

El c�digo correspondiente al tercer bloque se presenta en la figura 4b. Este c�digo transmite y contabiliza el tiempo entre cada mensaje SMS.

El tiempo se mide con la funci�n �millis()�. Una vez activado el sistema, el c�digo comienza a escribir y a mandar los mensajes. Cuando el mensaje y las coordenas tienen el formato adecuado se env�an al receptor GSM-A9G utilizando los comandos AT. �stos establecen las acciones que se deben de ejecutar, por ejemplo, el comando �AT+CMGF=1� define el modo texto del mensaje. El comando �AT+CMGS=n�mero_telef�nico� define el tel�fono del usu�rio de confianza, qui�n recibir� el mensaje con la latitude �fix.latitudL()� y la longitud �fix.latitudL()� actualizadas y embebidas en el hiperv�nculo de Google Maps. Como el receptor GPS est� activado permanentemente, mientras el sistema est� habilitado, las coordenas de geolocalizaci�n se actualizan continuamente. En la tabla 2 se presentan los comandos AT utilizados para el proceso de comunicaci�n entre Arduino y el transmisor GSM-A9G.

Diagrama el�ctrico del SGPVBP.

El diagrama el�ctrico del SGPVBP es presentado en la figura 5. El sistema utiliza un interruptor el�ctrico de un polo un tiro (Single Pole Single Throw, SPST) normalmente abierto en configuraci�n pull-down con un resistor de 330ohms. Para la etapa de prueba se utiliz� un led indicador en serie con un resistor de 330ohms como se�alamiento visual. �ste se conect� al puerto digital 2 y el bot�n de accionamiento se conect� al puerto 3 de Arduino. El led es utilizado como se�alamiento visual durante el proceso de prueba. En la versi�n final ser� eliminado para cumplir con el objetivo de camuflaje.

Tabla 2. Comandos AT para la comunicaci�n entre el transmisor GSM-A9G y Arduino UNO

Acci�n	Comando
Prueba	AT<CR>
Presencia de SIM	AT+cpin?<CR>
Registro en la RED	AT+CREG?<CR>
Calidad de la se�al	AT+CSQ<CR>
Llamada	atdN�MEROAMARCAR;<CR>
Colgar	ath<CR>
Modo mensaje de texto	AT+CMGF=1<CR>
N�mero a mandar SMS	AT+CMGS=�N�mero�� <CR>
Mensaje	cualquier mensaje
Env�o de mensaje	<SUB>

Para la comunicaci�n serie entre Arduino y el transmisor GSM-A9G; se conect� el puerto digital 8 de Arduino al puerto IO1 del A9G para el modo transmisi�n (GSM_TX), y el puerto 9 de Arduino al puerto IO0 del m�dulo para el modo recepci�n (GSM_RX). De igual forma, para la comunicaci�n entre el Arduino y el receptor GPS-A9G; se conect� el puerto IO4 del m�dulo al puerto 11 de Arduino para el modo transmisi�n (GPS_TX), y el puerto IO5 al puerto 12 de Arduino para el modo recepci�n (GPS_RX). Las antenas GPS y GSM se conectaron en los puertos GPS_RF y GSM_RF del A9G, respectivamente. La antena GSM es una antena omnidireccional de circuito impreso GSM CDMA 3G, 4G con una ganancia de 5dBi y una frecuencia de trabajo de 1900MHz. La antena GPS es una antena activa de parche de cer�mica con una ganancia de 28dBi, conector SMA y una frecuencia central de trabajo de 1575.42MHz. El m�dulo fue alimentado con 5 volts.

M�dulo A9G: GSM/GPRS/GPS

Las caracter�sticas el�ctricas y de comunicaci�n del m�dulo A9G son presentadas en la tabla 3. El m�dulo opera con un voltaje de alimentaci�n de 5V, y un voltaje en los puertos de entrada/salida de 3.3V. El consumo de corriente m�ximo est� entre 1.03 y 1.14 A.� El m�dulo tiene un transmisor GSM/GPRS modelo RDA6625E que puede utilizar varios protocolos de comunicaci�n como I2C, USB, UART, GPIO, etc., y opera en las frecuencias 850/900/1800/1900MHz. Adicionalmente, el A9G tiene un receptor GPS/GNSS, modelo GK9501, con la capacidad para conectarse a la red de sat�lites de GPS/BDS/GLONASS/GALILEO/QZSS/SBAS y tiene varias opciones de velocidad de transmisi�n de datos en comunicaci�n serie.

Comunicaci�n GSM

Para que el SGPVBP pueda usar la red GSM comercial se utiliz� una tarjeta micro SIM 3G de la compa��a Telcel. Esta tarjeta almacena de forma segura informaci�n espec�fica de la red para autentificar e identificar a sus suscriptores, tales como el ICC-ID (Internacional Circuit Card), el IMSI (International Mobile Subscriber Identify), el Ki (Authentication key), la LAI (Location Area Identify), el n�mero del SMSC (short Message Service Center), entre otros. (GSM Association, 2022; Koshy, D. G., y Rao, S. N., 2018; Ok, K., Coskum, V., Cevikbas, C. y Ozdenizci, B., 2015). 

Caracter�sticas de la tarjeta SIM

La tarjeta SIM de la compa��a Telcel utilizada tiene las siguientes caracter�sticas; puede operar en las frecuencias 850/900/1800/1900MHz. Adem�s, es compatible con las redes 2 y 3G (Garrido, R., 2021), y tiene un tama�o micro SIM (3FF) cuyas dimensiones son 15x12x0.76mm. Las especificaciones t�cnicas de las tarjetas micro-SIM est�n definidas por la norma ISO7816 (ISO/IEC 7816-1:2011). Esta SIM tiene varios planes tarifarios, y para este proyecto el plan �paga lo que usas� fue el id�neo, con un costo por mensaje SMS de 0.98mxn. Asimismo, tiene la caracter�stica de saldo �congelado�, i.e., que el saldo residual que no es consumido en 30 d�as naturales a partir de la recarga, �ste se �congela� y se acumula para la siguiente recarga (Telcel: plan, 2022).

La red 3G de Telcel

La red 3G-Telcel est� dividida en �reas locales, y cada una tiene un n�mero LAI �nico. Cuando el SGPVBP cambia su ubicaci�n de un �rea local a otra, almacena su nuevo LAI en la tarjeta SIM y la env�a a la red del operador para informar su nueva ubicaci�n. Si el SGPVBP deja de operar debido a una causa fortuita, la tarjeta almacena la informaci�n LAI relacionada a la �ltima �rea local conectada. Cuando el SGPVBP es reinicializado, recupera la informaci�n almacenada en la tarjeta y busca el �rea local correspondiente al n�mero LAI almacenado. �Adicionalmente, el SGPVBP hace uso de los servicios del SMSC para transmitir informaci�n relacionada a la geoposici�n del portador del prototipo. Cuando el SGPVBP env�a un mensaje SMS a trav�s de la red m�vil Telcel, �ste llega primero a un SMSC y posteriormente se reenv�a al destinatario de confianza. El SMSC se encarga de regular todos los procesos de comunicaci�n relacionados a los mensajes de texto.

La red 3G-Telcel tiene varias caracter�sticas importantes como la capacidad de transmitir informaci�n a una velocidad de al menos 200Kbits por segundo, brindar servicios de transmisi�n de voz (llamada telef�nica), datos (videollamada), y datos no-voz como descarga de programas, intercambio de correos electr�nicos (email), y mensajer�a instant�nea.

Tabla 3. Caracter�sticas el�ctricas y de comunicaci�n del m�dulo A9G
Descripci�n	Especificaci�n
Voltaje de alimentaci�n USB	5 V
Voltaje de alimentaci�n externo	3.5 � 4.2 V, valor t�pico 4V
Voltaje en los puertos I/O de comunicaci�n	2.8 V
Corriente	1.03 � 1.14 A
Conectores para antenas	IPEX-1
Velocidad de transmisi�n (UART)	2400-1843200 bps
Dimensiones	41 x 22 x 5 mm
GSM
Chip GSM/GPRS	RDA6625E
Voltaje en tarjeta SIM	1.8V/3V
Interfaz de comunicaci�n	I2C, USB, UART, SDMMC, GPIO, ADC
Velocidad de transmisi�n preestablecida	115200 bps
Frecuencias de comunicaci�n	850/900/1800/1900 MHz
GPRS Clase 10	Max 85.6 kbps (subida) / 85.6 kps (bajada)
GPS
Chip GPS/GNSS	GK9501
Sistemas satelitales de conexi�n	GPS/BDS/GLONASS/GALILEO/QZSS/SBAS
Velocidad de transmisi�n preestablecida	9600 bps

Esta red ofrece acceso m�vil a banda ancha para smartphones y computadoras port�tiles, as� como tambi�n mayor grado de seguridad en comparaci�n con su predecesora la 2G. Pero la caracter�stica m�s importante de esta red es el �rea de cobertura. �sta tiene una cobertura garantizada del 86% y una cobertura poblacional diferenciada del 90.5% a nivel nacional. Las entidades con mayor cobertura garantizada destacan Nuevo Le�n con 98.3%, Ciudad de M�xico con 98%, Tamaulipas con 96.7%, Colima con 96.5% y Estado de M�xico con 95%. La red 3G-Telcel tiene una cobertura de servicio del 99.8% en localidades y del 100% en municipios con las redes 3G y 4G dentro de la Ciudad de M�xico (CDMX) de acuerdo con el Instituto Federal de Telecomunicaciones (Instituto Federal de Telecomunicaciones, 2020). Esta cobertura garantiza una alta certidumbre en la transmisi�n de mensajes SMS generados por SGPVBP en la CDMX.

Pruebas de funcionalidad del SGPVBP.

El SGPVBP fue sometido a la primera prueba de funcionalidad, que consisti� en establecer comunicaci�n serie entre el receptor GPS-A9G y Arduino. Para tal objeto se us� la conexi�n el�ctrica presentada en la figura 6a. Adicionalmente, se utiliz� el software Docklight (Docklight software, 2021), que es una herramienta de an�lisis, prueba y simulaci�n para protocolos de comunicaci�n serie (RS232, RS485/422, etc.). La velocidad de transmisi�n fue de 9600 baudios. El receptor GPS fue inicializado con el comando AT+GPS=1 como se muestra en la figura 6b. Una vez encendido el GPS se activ� la lectura de los datos mediante el comando AT+GPSRD=1 y el receptor respondi� con un conjunto de datos obtenidos de los sat�lites; c�digo en color rojo en la figura 6b. �Estos datos corresponden al est�ndar NMEA, presentados en la tabla 4. El prefijo $GPxxx indica una fuente original de GPS, sin embargo, la paqueter�a usada para la lectura de los valores GPS analiza todos los identificadores incluidos: GL (GLONASS), BD(BeiDou), GA(Galileo) y GN (combinados). Motivo por el cual algunos c�digos NMEA observados en la figura 6b no inician con el prefijo GP (Ai Thinker, 2017; A9G-GPS, 2021). Las comas (signo ortogr�fico de puntuaci�n) que se presentan en algunas l�neas de comando de la figura 6b indican que el receptor GPS no est� obteniendo datos de la red de sat�lites. Por ejemplo, el c�digo $GPGGA regresa los datos de geolocalizaci�n con el siguiente formato:

�������������� �$GPGGA,hhmmss.ss,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,x,xx,x.x,x.x,M,x.x,M,x.x,xxxx 
en donde el primer par�metro �hhmmss� corresponde al est�ndar de tiempo en formato UTC (Universal Time Coordinated), el siguiente dato �llll.ll� indica la latitud y �a� espec�fica la direcci�n de la misma con una letra may�scula (N=Norte, S=Sur), el �yyyyy.yy� indica la longitud y �a� espec�fica su direcci�n con una letra (E=Este, W=Oeste). La primera �x� representa el indicador de calidad del GPS (0=no ajustado, 1=ajuste de GPS, 2=ajuste GPS dif.), las �xx� corresponden al n�mero de sat�lites a los cuales se conecta, la �x.x� corresponde a la precisi�n horizontal, el primer par�metro �x.x,M� indica la altitud de la antena por encima del nivel del mar y la M es la unidad de medida en metros, la segunda �x.x,M� indica la separaci�n geoidal y la M es la unidad en metros, y finalmente los par�metros �x.x,xxxx� representan la edad diferencial de los datos GPS y la identificaci�n de la estaci�n de referencia diferencial, respectivamente. 
 

C�digo NMEA 0183	Funci�n o dato devuelto
GPGGA	Datos de posici�n ajustados
GPGSA	DOP y sat�lites activos
GPGSV	Sat�lites a los que se est� conectado
GPRMC	Datos GPS/Transito m�nimos espec�ficos
GPVTG	Curso y Velocidad con respecto a la Tierra

Tabla 4. C�digos NMEA utilizados por el receptor GPS-A9G

Caracterizaci�n de consumo energ�tico del sistema

La segunda prueba correspondi� a caracterizar el consumo el�ctrico del sistema de la figura 5. Esta prueba se dividi� en dos partes; en la primera se midi� el consumo del transmisor GSM/GPRS-Arduino, en los modos de operaci�n de llamada, mensaje SMS y stand by. En la segunda se midi� el consumo del receptor GPS-Arduino en los modos de operaci�n de encendido, buscar ubicaci�n y tracking. El consumo de corriente y voltaje del sistema se presenta en la tabla 5. El sistema consume una corriente m�xima de 120mA y un voltaje m�ximo de 6.48V en modo tracking para el caso del GPS-Arduino, y un valor m�ximo de corriente de 135mA con un voltaje m�ximo de 6.40V en modollamada en el caso GSM-Arduino. En el modo de encendido del GPS, se consume un

voltaje y una corriente de 3.39V y de 108mA, respectivamente.

Tabla 5. Consumo el�ctrico del SGPVBP: GSM-Arduino y de GPS-Arduino
Estado	Corriente [mA]	Voltaje [V]
GSM
Encendido del m�dulo	108	6.40
Llamada	135	6.38
Mensaje SMS	100	6.40
Stand By	80	6.40
GPS
Encendido del GPS	108	3.39
Buscando ubicaci�n	116	6.40
Modo tracking	120	6.48

Caracterizaci�n de potencia transmitida del m�dulo GSM

La tercera prueba correspondi� a caracterizar los niveles de potencia transmitida y la frecuencia de operaci�n del transmisor GSM del A9G en modo env�o de mensajes SMS. Para esta prueba se utiliz� la c�mara semianecoica, el receptor de pruebas de interferencias electromagn�ticas marca Rohde&Schwarz, modelo ESIB-26 y la antena de corneta marca ETS-Lindgren, modelo 3117 del taller c�mara semianecoica de la Facultad de ciencias, UNAM. La configuraci�n de prueba utilizada correspondi� a la t�cnica de transmisi�n de Friis, en d�nde la antena GSM del SGPVBP es el transmisor y la antena de corneta es el receptor. Los dispositivos se colocaron a una altura de 90cm sobre el plano de tierra (piso) de la c�mara. De esta forma ambos dispositivos estuvieron en l�nea de visi�n directa. Se coloco material absorbente sobre el piso para eliminar las ondas reflejadas; placas de ferrita de 60x60cm y espuma de poliuretano con una configuraci�n piramidal, de baja densidad, y alta calidad. La espuma est� contaminada con part�culas de carb�n conductoras y sales retardantes de fuego. La configuraci�n de prueba se presenta en la figura 7. Para el c�lculo de la potencia m�xima radiada por el m�dulo se utiliz� la ecuaci�n 1.

�������������������������������������������������������� ����� �ec.1

en d�nde P_Tx es la potencia transmitida del m�dulo, G_Rx es la ganancia de la antena receptora con un valor de 5dBi, G_Tx es la ganancia de la antena transmisora del m�dulo A9G con un valor de 5dBi, la distancia entre las dos antenas (r) fue de 3 metros, y la frecuencia de operaci�n de 1900MHz. El transmisor GSM-A9G es clase 1, por lo tanto, puede alcanzar una potencia de transmisi�n m�xima de 1 W (30dBm) y opera en la banda de 1900MHz. En la tabla 6 se presentan las potencias calculada y medida del transmisor GSM-A9G en modo env�o de mensajes SMS.

Los resultados de la tabla muestran una alta concordancia con lo esperado, ya que la potencia calculada fue de -57.13dBm y la medida fue de -58.13dBm, es decir hay una diferencia de 1dBm, la cual est� dentro del �2 dBm de tolerancia permitida en condiciones normales de operaci�n. La frecuencia medida fue de 1870MHz, esto significa que el m�dulo opera en la banda de enlace ascendente de 1850 a 1910 MHz del sistema GSM. Para el receptor GPS del m�dulo A9G no se pudo hacer una caracterizaci�n semejante debido a que el receptor no pudo comunicarse con los sat�lites desde dentro de la c�mara. En la tabla 6 se presentan las potencias calculada y medida del transmisor GSM.

Tabla 6. Potencias calculada y medida del transmisor GSM en modo de operaci�n de env�o de mensajes SMS
	Calculados			Medidos
Modo de operaci�n	Frecuencia (MHz)	Potencia transmitida (dBm)	Potencia Recibida (dBm)	Potencia transmitida (dBm)	Frecuencia (MHz)	Potencia Recibida (dBm)
Mensaje	1850-1910	30	-57.13	29	1870	-58.13

�

RESULTADOS Y DISCUSI�N

Con el objetivo de comparar el rendimiento funcional entre el SGPVBP y el prototipo presentado en Espinosa Espinosa, M. I. et al, (2022), ambos fueron sometidos a la misma prueba de campo. Los par�metros el�ctricos de alimentaci�n de cada prototipo dependieron de sus caracter�sticas particulares para su adecuado funcionamiento.

La prueba de campo consisti� en monitorear el comportamiento de los prototipos en un ambiente real, en d�nde existieran perturbaciones electromagn�ticas y obst�culos que pueden degradar las se�ales de los sistemas GPS y GSM como sistemas de radio, televisi�n, internet, cableado el�ctrico, antenas, edificios, casas, puentes, etc., que forman parte del entorno circundante de la trayectoria definida. En consecuencia, la trayectoria fue definida desde el estacionamiento de estudiantes de la Facultad de Ciencias de la UNAM, CDMX hasta un punto situado en Ciudad Sat�lite, Estado de M�xico. Esta trayectoria se traz� sobre la avenida insurgentes que tiene varias fuentes de perturbaciones y obst�culos. Para la prueba se utiliz� s�lo un usuario de confianza, y su n�mero telef�nico fue agregado al sistema. El portador del prototipo realiz� el trayecto de prueba en un autom�vil sedan, el cual viaj� a una velocidad promedio de 80Km/h. El SGPVBP utilizado en la prueba se presenta en la figura 8a.

Cuando el prototipo fue activado gener� el primer mensaje de auxilio y lo transmiti� al usuario de confianza. El usuario utiliz� su tel�fono inteligente, el enlace recibido y la aplicaci�n Google Maps para visualizar el mensaje de �auxilio� y la posici�n geograf�a del portador en tiempo real. En la figura 8b se presenta el tipo de mensajes SMS que gener� el sistema. El mensaje puede incluir adem�s datos de inter�s como la hora y d�a en que se recibe la ubicaci�n. En la figura 8c se presenta la trayectoria generada con la aplicaci�n Google Maps y el SGPVBP. La aplicaci�n Google Maps uni� cada una de las posiciones geogr�ficas (marcadores tipo globo de color verde) del portador generadas por el sistema durante la prueba, trazando una trayectoria continua (l�nea roja) que describe el recorrido del portador en un mapa del valle de M�xico de la misma aplicaci�n. La generaci�n y env�o de los mensajes SMS fue cada 3 minutos. Se concluye que el SGPVBP funcion� adecuadamente obteniendo la ubicaci�n geogr�fica del portador durante la prueba de campo en tiempo y forma.

Comparaci�n del rendimiento t�cnico de dos prototipos de geolocalizaci�n: bot�n de p�nico.

En la tabla 7 se presenta una comparaci�n t�cnica de dos prototipos de geolocalizaci�n: bot�n de p�nico. El primer prototipo fue integrado con los m�dulos Neo-6M-uBlox (GPS), IoT-GA6-B (GSM) y Arduino UNO (Espinosa Espinosa, et al., 2022), y el segundo prototipo con los m�dulos A9G (GPS/GSM) y Arduino UNO (SGPVBP). La comparaci�n se centra en tres temas; consumo energ�tico, dimensiones f�sicas y rendimiento en las comunicaciones GPS y GSM de los prototipos.

Para la comparaci�n del consumo energ�tico de los prototipos se utilizaron los valores m�ximos de corriente reportados por los fabricantes. En la comunicaci�n GPS; el consumo de corriente es de 67mA y 42mA en modo b�squeda, y de 11mA y 20mA en modo de tracking para los m�dulos Neo-6M-uBlox, y GK9501-A9G, respectivamente. El GK9501-A9G tiene un ahorro energ�tico del 40.2% con respecto al Neo en modo b�squeda, sin embargo, el GK9501-A9G consume 45% m�s con respecto al m�dulo Neo-&M-uBlox en modo tracking.�

En comunicaci�n GSM; el consumo de corriente m�ximo en modo env�o de mensajes SMS activo es de 1A para el IoT-GA6 y de 1.14A para el RDA6625E-A9G. Mientras que, en modo trabajo, el m�dulo IoT consume una corriente m�xima de 2A, y el RDA6625E-A9G consume 1.14A, es decir que el RDA6625E-A9G tiene un ahorro de corriente del 47% con respecto al IoT. De esta comparaci�n se concluye que el m�dulo A9G tiene un ahorro energ�tico del 47% s�lo en el aspecto de la comunicaci�n GSM con respecto al IoT-GA6.

De esta comparaci�n se concluye que el m�dulo A9G tiene un ahorro energ�tico del 47% s�lo en el aspecto de la comunicaci�n GSM con respecto al IoT-GA6.

Con respecto a las dimensiones f�sicas de los m�dulos; el m�dulo A9G tiene una ventaja importante en comparaci�n con los m�dulos Neo-6M-uBlox, e IoT-GA6-B, es decir el m�dulo A9G en un �rea de 19.2x18.8mm tiene las dos tecnolog�as GPS y GSM, sin embargo, s�lo el m�dulo Neo-GM-uBLox-GPS tiene un �rea de 25x35mm y el m�dulo IoT-GA6-B-GSM tiene un �rea de 33x26mm. Esto implica que el A9G utiliza s�lo el 32% del �rea de los otros m�dulos. Esta caracter�stica es importante para el proceso de miniaturizaci�n del sistema.

En el tema de las comunicaciones GPS y GSM, el an�lisis se enfoc� en los receptores GPS debi� a que el Neo-6M-uBlox-GPS tuvo problemas de comunicaci�n satelital y como resultado algunas coordenadas no se obtuvieron durante la prueba de campo. Los transmisores GSM tuvieron un rendimiento adecuado. Por tal motivo, la comparaci�n se bas� en tres par�metros t�cnicos de los receptores GPS, el primero es la taza de actualizaci�n (Update Rate), que indica el periodo en el que el receptor recalcula la posici�n y la reporta.

El segundo es la sensibilidad de navegaci�n (Navigation sensitivity), que indica el nivel m�nimo de potencia que puede tener una se�al para que el GPS pueda detectarla, y tambi�n se utiliza para realizar un TTFF (Time To First Fix), que corresponde a la cuantificaci�n del tiempo necesario para que un dispositivo de navegaci�n GPS adquiera se�ales de sat�lite y datos de navegaci�n, as� como tambi�n calcule una posici�n. El tercero corresponde a la taza de transmisi�n (Baud Rate), que indica que tan r�pido el receptor puede transmitir datos recibidos a la tarjeta Arduino.

Respecto al primer par�metro; el Neo-6M-uBlox tiene una taza de 1Hz con un valor m�ximo de 5Hz, mientras que el GK9501-A9G tiene una taza de 1Hz con un valor m�ximo de 10Hz. Esto implica que el GK9501-A9G presenta el doble de la taza de actualizaci�n y por lo tanto una reducci�n de tiempo en el proceso de recalculado y reporte de la posici�n.��

En cuanto al segundo par�metro, y probablemente el m�s importante en la comunicaci�n GPS; se tiene que en modo �cold start�; el GK9501-A9G tiene una sensibilidad de adquisici�n de -148dBm y el Neo-6M-uBlox tiene un valor de -162dBm. En este modo el Neo-6M-uBlox tiene mejor sensibilidad en comparaci�n con el GK9501-A9G.

El GK9501-A9G tiene una sensibilidad de tracking de -166dBm en comparaci�n con los

-162dBm del m�dulo Neo. Este nivel del GK9501-A9G garantiza una mayor capacidad de

recibir y mantener un enlace con la constelaci�n de sat�lites. De igual forma el GK9501-A9G tiene una sensibilidad de recaptura de -164dBm en comparaci�n con los -148dBm del Neo. En conclusi�n, el GK9501-A9G presenta mejores niveles de sensibilidad de navegaci�n en comparaci�n con el Neo. Esto se traduce, que, a menor sensibilidad, mayor capacidad de captura de se�al o de mantener un enlace satelital.

El GK9501-A9G tiene hasta 66 canales en comparaci�n a los 50 canales del Neo, esto implica que el GK9501 tiene mayor capacidad de enlace con los sat�lites. Adem�s, tiene un mejor tiempo de arranque; en modo �Cold Start� es de 27.5S, y en los modos �Hot Start� y �recapture� es ��<1S en comparaci�n con los 27S en los modos �Cold Start�, y �Hot Start�, y de 1S en modo �recapture� que tiene el Neo.�

Referente al tercer par�metro; se determina que los m�dulos Neo y A9G tienen los siguientes intervalos de velocidades de transmisi�n de datos en modo serie de 9600 a 230 400bps y de 4800 a 1 843 200bps, respectivamente. Sin embargo, la elecci�n de una velocidad de transmisi�n de los m�dulos est� limitada a la velocidad de la tarjeta Arduino. Esta tarjeta puede operar a varias velocidades (1200, 2400, 9600, etc.), pero el fabricante recomienda una velocidad de 9600 para un rendimiento adecuado. Por lo tanto, los prototipos utilizaron la velocidad de 9600 bps.

De la comparaci�n se concluye que el GK9501-A9G tiene varias ventajas con respecto al Neo-6M-uBlox con respecto a la comunicaci�n GPS. Es decir, mejor taza de actualizaci�n, mayor sensibilidad de tracking, mayor capacidad de enlace con los sat�lites y menor tiempo de arranque y de recaptura.

Estas ventajas se vieron reflejadas en la comparaci�n de resultados de la prueba de campo. Las trayectorias generadas con los prototipos son presentadas en la figura 9. La figura 9a es la trayectoria obtenida con el sistema formado con el Neo-6M-uBlox. �sta tuvo menos marcadores (globos verdes) debi� a los problemas de comunicaci�n que el m�dulo present� durante la prueba. Mientras tanto, la trayectoria obtenida con el sistema integrado con el m�dulo A9G tuvo m�s marcadores, ver figura 9b. Esta diferencia de marcadores fue el resultado directo del rendimiento sobresaliente del receptor GK9501-A9G en comparaci�n con el NEO. Con respecto a los otros par�metros t�cnicos como est�ndar de programaci�n, velocidad de transmisi�n, etc., los dos m�dulos tienen valores similares y, por lo tanto, un comportamiento an�logo en condiciones normales

de operaci�n.

CONCLUSIONES

El uso del m�dulo A9G mejor� el rendimiento operacional del SGPVBP dot�ndolo de una alta confiabilidad para la tarea encomendada. El SGPVBP tuvo un rendimiento funcional adecuado en las pruebas de laboratorio y de campo debido a que el receptor GK9501-A9G tiene mejor taza de actualizaci�n, mayor sensibilidad de tracking, mayor capacidad de enlace con los sat�lites, etc. con respecto al sistema presentado por Espinosa Espinosa, M., I. et al (2022). Esto benefici� el proceso de geolocalizaci�n del sistema durante la prueba de campo.

El control del sistema respondi� adecuadamente a las necesidades del portador debido

a la correcta asignaci�n de los tiempos de activaci�n y desactivaci�n. De igual forma, el

sistema transmiti� los mensajes SMS cada 3 minutos. El sistema puede ser objeto de mejoras, ya sea por software y por hardware. Por software se puede usar una programaci�n orientada a objetos que har�a el c�digo m�s vers�til, y ocupar�a menos memoria. Por hardware se puede utilizar m�dulos de comunicaci�n GPS-GSM con un rendimiento funcional igual o superior al A9G, as� como tambi�n eliminar la tarjeta Arduino, y que el sketch de control se almacene diretamente en el m�dulo A9G. Estas mejoras producir�n un sistema miniaturizado y con un consumo energ�tico menor al que se present� en este trabajo.

Tabla 7. Comparaci�n t�cnica de los prototipos de bot�n de p�nico
Funci�n		M�dulos Neo-6M-uBlox (GPS), IoT-GA6-B (GSM) y Arduino (Espinosa Espinosa, M. I. et al.)	M�dulo A9G y Arduino (Este trabajo)
M�dulos GPS
		Neo-6M-uBlox	A9G (GK9501-GPS)
Consumo de corriente en modo de b�squeda del GPS [mA]		67	40
Consumo de corriente en modo de tracking del GPS [mA]		11	20
Sensibilidad del GPS [dBm]	Cold start	-162	-148
	Hot start	---	-162
	Recapture	-148	-164
	Tracking	-162	-166
Familia de chips (tecnolog�a)		2,3, y 4G	2,3, y 4G
Ganancia de antena GPS		50 (M�xima)	28�0.7
Frecuencias de transmisi�n del m�dulo GPS [MHz]		1575.42	1575.42
Taza de actualizaci�n (Hz)		1 5 max.	1 10 max.
	Cold start	27	27.5
Tiempo de aranque del GPS [	Hot start	27	<1
	Recapture	1	<1
Precisi�n del GPS [m]	Posicionamiento Horizontal	2.5	2.5
	Posicionamiento alto	2.5	3.5
Velocidad de transmisi�n (UART) [bps]		9600- 230 400 Prestablecida:9600	4800- 1 843 200 Prestablecida:115200
Est�ndar de programaci�n		NMEA	NMEA
Sistema de aumentaci�n basado en sat�lites (Satellite Baased Augmentation system-SBAS)		WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN	WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN
N�mero de canales		50	66
Dimensiones del m�dulo GPS		25x35	19.2x18.8x2.5 �0.2 A9G completo
M�dulos GSM
		IoT-GA6-B	A9G (RDA6625E)
Formato de mensaje corto (SMS)		Modo texto y PDU	Modo texto y PDU
Consumo de corriente en modo activo del GSM [mA]		Hasta 1000	Hasta 1140
Consumo de corriente en modo de trabajo del GSM [mA]		Hasta 2000	Hasta 1140
Potencia de transmisi�n del m�dulo GSM [dBm]		30.5@1800 MHz (1710-1785 MHz)	30.5@1800 MHz (1710-1785 MHz)
		30.5@1900 MHz (1850 -1910MHz)	30.5@1900 MHz (1850 -1910MHz)
Clase del m�dulo GSM		1	1
Frecuencias de operaci�n del m�dulo GSM [MHz]		850/900/1800 /1900	850/900/1800 /1900
Velocidad de transmisi�n del m�dulo GSM [Kbps]		Descarga: 85.6 carga: 42.8	Descarga: 85.6 carga: 42.8
Velocidades de transmisi�n serial [bps]		1 200 - 3 250 001	1 200- 3 250 001
Est�ndar de programaci�n		Comandos AT	Comandos AT
Ganancia de la antena GSM [dBi]		3�0.7 @ 1800MHz	5�0.7 @ 1800MHz
Ranura para tarjeta		micro SIM	micro SIM
Servicio de mensajer�a SMS		Si	Si
Tama�o del m�dulo GSM [mm x mm x mm]		33x26x7	19.2x18.8x2.5 (�0.2)
Temperatura de operaci�n [�C]		-40 a +85	-20 a +75

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