SISTEMA DE ETIQUETADO ELECTRÓNICO PARA VISUALIZACIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE PRECIOS DE PRODUCTOS EN SUPERMERCADOS
JUAN FELIPE LLANO ARANA MIGUEL ENRIQUE BUENO ZAMORA
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTRÓNICA
CALI, 2016
SISTEMA DE ETIQUETADO ELECTRÓNICO PARA VISUALIZACIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE PRECIOS DE PRODUCTOS EN SUPERMERCADOS
JUAN FELIPE LLANO ARANA MIGUEL ENRIQUE BUENO ZAMORA
Trabajo de Grado presentado para optar el título de Ingeniero Electrónico
Director Ing. Electrónico MANUEL ALEJANDRO HURTADO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTRÓNICA
CALI, 2016
Este trabajo de grado, en la modalidad de Investigación Aplicada, es aceptado como uno de los requisitos para obtener el título de Ingeniero Electrónico en la universidad de San Buenaventura Cali.
_______________________________________ Director Comité Evaluador
_______________________________________ Firma del Jurado
_______________________________________ Firma del Jurado
Santiago de Cali, 15 de Abril 2016
Agradezco primeramente a Dios por haberme otorgado una familia y una novia maravillosa, quienes han creído en mí siempre, dándome ejemplo de superación,
humildad y perseverancia; enseñándome a valorar todo lo que tengo. A todos ellos dedico el presente trabajo de grado, porque han fomentado en mí el deseo de
superación, de triunfo y consecución de mis logros.
Juan Felipe Llano Arana
Dedico de manera especial a mi padre Alvaro Bueno pues fue mi principal
motivación y ejemplo para la construcción de mi vida profesional, sentó en mi los fundamentos de responsabilidad y deseos de superación, sin duda alguna en el
veo la persona que quiero ser, llena de sus mismas virtudes infinitas, conocimientos y un amor enorme que me lleva a admirarlo cada día mas.
Enormes agradecimientos a Dios por sembrar en mi esperanza, fe y respaldarme,
logrando así este paso en mi vida.
A la universidad san Buenaventura seccional Cali, la cual me abrió sus puertas permitiéndome hacer parte de esta gran institución y mediante sus excelentes
docentes y personal general de trabajo, contribuir para mi formación como ingeniero electrónico.
Miguel Enrique Bueno Zamora.
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 14
1.1 ANTECEDENTES .......................................................................................... 14 1.1.1 Tecnología RFID en Colombia ................................................................ 15 1.1.2. Sistemas de Etiquetado Electrónico ........................................................ 17 1.1.2.1. Sistema de etiquetado electrónico de la compañía DISPLAYDATA ....... 19 1.1.2.2. Comunicación de las etiquetas electrónicas de DISPLAYDATA ............. 20 1.1.2.3. Consola o Interfaz de las etiquetas electrónicas de DISPLAYDATA ...... 21 1.1.3. Sistema de etiquetado electrónico en Colombia ...................................... 23
1.2 FORMULACIÓN ............................................................................................. 24
1.3 CONTRIBUCIONES ....................................................................................... 25
2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................ 26
3. OBJETIVOS ................................................................................................... 27
4. MARCO DE REFERENCIA ............................................................................ 28
4.1. LIBROS ELECTRÓNICOS SON MÁS ECOLÓGICOS QUE LOS LIBROS EN PAPEL ................................................................................................................... 28
4.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE ETIQUETADO ELECTRÓNICO ..................................................................................................... 30
4.3. SISTEMAS IMPLEMENTADOS ACTUALMENTE EN LOS SUPERMERCADOS EN COLOMBIA .................................................................... 31 4.3.1. Escáner de Código de barras ................................................................. 31 4.3.2. Etiquetas electrónicas en Latinoamérica ................................................. 32 4.3.2.1. Protocolo de comunicación SES ............................................................. 34 4.3.2.2. Software SES .......................................................................................... 34 4.3.2.3. Esquema del sistema de etiquetado SES ............................................... 35
4.4. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICOS ............................... 40 4.4.1. bluetooth .................................................................................................. 40 4.4.1.1. Características del transmisor. ................................................................ 40 4.4.1.2. Tolerancia de RF. .................................................................................... 41 4.4.1.3. Características de recepción. .................................................................. 41 4.4.2. WIMAX .................................................................................................... 42 4.4.2.1. Wimax fijo................................................................................................ 42 4.4.2.2. Wimax móvil ............................................................................................ 42 4.4.3. Estándares Wimax................................................................................... 43
4.5. Aplicaciones mediante protocolo zigbee en el mundo .................................... 44 4.5.1. Aplicaciones mediante protocolo Zigbee en Colombia ............................ 44
4.6. Aplicaciones mediante módulos de comunicación Xbee ................................ 44
4.7. Entorno de programación Arduino .................................................................. 45 4.7.1. ¿Que es Arduino ?................................................................................... 45 4.7.2. Razones para usar Arduino ..................................................................... 46 4.7.3. Campos de acción y aplicación ............................................................... 46
4.8. Tipos de display .............................................................................................. 47
4.9. Bases de datos y plataformas para crear interfaz ........................................... 48 4.9.1. Oracle ...................................................................................................... 48 4.9.2. Microsoft Visual Studio ............................................................................ 49 4.9.3. Zend Studio ............................................................................................. 49 4.9.4. Microsoft Office Access ........................................................................... 49 4.9.5. MYSQL Workbench ................................................................................. 50 4.9.5.1. Lenguaje PHP ......................................................................................... 50 4.9.6. Aplicaciones web vs Aplicaciones de escritorio ....................................... 51 4.9.7. Aspectos Legales .................................................................................... 52
5. DISEÑO ELECTRÓNICO ............................................................................... 54
5.1. DESCRIPCIÓN GENERAL ............................................................................. 54
5.2. DISPOSITIVO PRINCIPAL ............................................................................. 55 5.2.1. Sección de comunicación ........................................................................ 56 5.2.1.1. Comunicación UART ............................................................................... 57 5.2.1.2. Comunicación Inalámbrica ...................................................................... 58 5.2.2. Sección de procesamiento ...................................................................... 64 5.2.3. Sección interfaz usuario - máquina ......................................................... 66 5.2.3.1. Sección de interacción pantalla- usuario ................................................. 66 5.2.4. Sección de potencia ................................................................................ 69
5.3. DISPOSITIVO PERIFÉRICO .......................................................................... 69 5.3.1. Sección de potencia ................................................................................ 70 5.3.2. Sección de comunicación ........................................................................ 73 5.3.3. Sección de procesamiento ...................................................................... 73 5.3.4. Sección de visualización usuario ............................................................. 77 5.3.5. Plaqueta y esquemático del periférico ..................................................... 78
6. IMPLEMENTACIÓN ....................................................................................... 82
6.2. IMPLEMENTACION DISPOSITIVO PRINCIPAL ............................................ 86 6.2.1. Implementación de la Interfaz .................................................................. 87 6.2.2. Implementación del módulo XBEE coordinador ...................................... 89 6.2.3. Implementación del Arduino Mega .......................................................... 89
7. PRUEBAS Y RESULTADOS ......................................................................... 91
7.1. PRUEBAS DEL DISPOSITIVO PERIFÉRICO ................................................ 91 7.1.1. Encendido del dispositivo periférico ........................................................ 91 7.1.2. Validación de funcionamiento del dispositivo periférico ......................... 92
7.2. PRUEBAS DEL DISPOSITIVO PRINCIPAL ................................................... 93 7.2.1. Envío de la información ........................................................................... 94
7.3. PRUEBAS FUNCIONALES Y DE EQUIPO. ................................................... 95 7.3.1. Distancia .................................................................................................. 96 7.3.2. Consumo de potencia .............................................................................. 99
8. RECURSOS ................................................................................................. 102
CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO ......................................................... 106
TRABAJO FUTURO ............................................................................................ 108
Pág.
Figura 1.Esquema de la tecnología RFID ............................................................. 17 Figura 2.Esquema General de operación ............................................................. 19 Figura 3.Etiquetas electrónicas de DISPLAY DATA ............................................. 20 Figura 4.Comunicador ........................................................................................... 21
Figura 5.Interfaz web de verificación estado de etiquetas. ................................... 22 Figura 6.Software para el diseño de visualización de etiquetas ............................ 22 Figura 7.Etiqueta electrónica Unisyss ................................................................... 33
Figura 8.Esquema general del sistema de etiquetado electrónico SES ................ 35 Figura 9.Etiquetas electrónicas instaladas en el anaquel ..................................... 36 Figura 10.Características técnicas del S-tag ......................................................... 37
Figura 11.Características técnicas del S-tag+ ....................................................... 38 Figura 12.Características técnicas G-tag+ ........................................................... 39 Figura 13.Dispositivos para el monitoreo .............................................................. 44
Figura 14.Esquema general del proyecto ............................................................. 54 Figura 15.Esquema del dispositivo principal ......................................................... 55
Figura 16.Esquema de comunicaciones ............................................................... 56 Figura 17.Gráfica UART ........................................................................................ 57 Figura 18.Modulo inalámbrico XBEES2 ................................................................ 59
Figura 19.Programador XBEE............................................................................... 62 Figura 20.Pines y puertos del ARDUINO MEGA 2560 .......................................... 66
Figura 21.Ventana de Inicio .................................................................................. 67 Figura 22.Ventana de Crear Producto ................................................................. 68
Figura 23Ventana Ver Productos .......................................................................... 69 Figura 24.Esquema del dispositivo periférico ........................................................ 70 Figura 25.Esquema sección de potencia .............................................................. 71
Figura 26.Encapsulado del regulador 7805 .......................................................... 71 Figura 27.Encapsulado del regulador LM 1117..................................................... 72 Figura 28.Fuente de alimentación batería de 9V .................................................. 72 Figura 29.Socket para batería de 9V .................................................................... 73
Figura 30.Pines del ATMEGA328P ....................................................................... 75 Figura 31.Pantalla de cristal líquido ...................................................................... 78 Figura 32.Plaqueta del dispositivo periférico ......................................................... 79
Figura 33.Plaqueta en físico.................................................................................. 80 Figura 34.Esquemático del dispositivo periférico .................................................. 81 Figura 35.Dispositivo principal y periférico ............................................................ 82 Figura 36.Dispositivo periférico ............................................................................. 83
Figura 37.Recepción del dato en el puerto serial .................................................. 84 Figura 38.Máquina de estados del dispositivo periférico ....................................... 85 Figura 39.Dispositivo principal .............................................................................. 87 Figura 40.Diagrama de bloque Dispositivo Principal ............................................ 90
Figura 41.Dispositivo periférico apagado .............................................................. 91 Figura 42.Dispositivoperiféricoencendido ............................................................. 92 Figura 43.Recepción de la información del dispositivo periférico ......................... 93 Figura 44.Productos creados ................................................................................ 94
Figura 45.Envío y recepción de la información de un producto ............................ 94 Figura 46.Prueba con línea de Vista ..................................................................... 97 Figura 47.Plano primero piso ................................................................................ 98 Figura 48.Plano Segundo piso .............................................................................. 98 Figura 49.Consumo del dispositivo periférico ..................................................... 100
Figura 50.Consumo en transmisión .................................................................... 100
LISTA DE TABLAS
Pág. Tabla 1.Ventajas y desventajas sistema etiquetado electrónico............................ 31 Tabla 2.Frecuencias de operación ........................................................................ 40 Tabla 3.Tipos de energía ....................................................................................... 41 Tabla 4.Derivación de frecuencia en paquete ....................................................... 41
Tabla 5.Propiedades trabajo de protocolo Wimax ................................................. 43 Tabla 6.Características de los estándares Wimax ................................................. 43 Tabla 7.Características del Arduino. ...................................................................... 46
Tabla 8.Características de display ......................................................................... 47 Tabla 9.Comparativa de aplicaciones web vs aplicaciones de escritorio .............. 52 Tabla 10.Cuadro comparativo comunicación inalámbrica ..................................... 58
Tabla 11.Requisitos de alimentación del XBEE S2 ............................................... 59 Tabla 12.Rendimiento del XBEE S2 ...................................................................... 60 Tabla 13.Especificaciones generales del XBEE S2 ............................................... 60
Tabla 14.Pines de Configuración XBEE S2 ........................................................... 61 Tabla 15.Requisitos del ARDUINO MEGA 2560 ................................................... 65
Tabla 16.Especificaciones del ARDUINO MEGA 2560 ......................................... 65 Tabla 17.Requisitos del ATMEGA328P ................................................................. 74 Tabla 18.Especificaciones del ATMEGA328P ....................................................... 74
Tabla 19.Diagrama de Pines del ATMEGA328P ................................................... 77 Tabla 20.Características del LCD QY-2004A ........................................................ 77
Tabla 21.Costos desarrollo del dispositivo periférico. (2 etiquetas electrónicas) . 103 Tabla 22.Costos desarrollo del dispositivo periférico por unidad comprando los elementos en cantidades de 1.000 .................................. 104 Tabla 23.Costos desarrollo del dispositivo principal ............................................ 104
GLOSARIO
MICRO CONTROLADOR: Es un circuito integrado que tiene como principal ventaja ser programable, idóneo para ejecutar órdenes grabadas en su memoria. Se compone de varios bloques funcionales, que cumplen una tarea definida. Un micro controlador contiene en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: memoria, unidad central de procesamiento, y periféricos de entrada/salida. XBEE: Es el nombre comercial de Digi International para una familia de módulos de radio frecuencia. COMUNICACIÓN SERIAL: Es un protocolo de comunicación muy común entre dispositivos que se incluye de manera estándar en prácticamente cualquier computadora. FIRMWARE: Es un programa informático que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo. HOSTING: El alojamiento web (en inglés web hosting) es el servicio que provee a los usuarios de Internet un sistema para poder almacenar información, imágenes, vídeo, o cualquier contenido accesible vía web. LOCAL HOST: Es el acceso para navegar en nuestro equipo. GÓNDOLA: Estantería donde se colocan las mercancías en un establecimiento comercial. PARTNER: Socio o compañero ROUTER: Es un dispositivo de red que permite el enrutamiento de paquetes entre redes independientes. RFID: (Radio Frequency IDentification, en español identificación por radiofrecuencia) es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas, transponedores o tags. MERCADOTECNIA: Son un Conjunto de técnicas y estudios que tienen como objeto mejorar la comercialización de un producto. PROTOCOLO: Es un sistema de reglas que permiten que dos o más dispositivos de un sistema de comunicación se comuniquen entre sí, para
transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física. PROTOTIPO: Primer ejemplar que se fabrica de una figura, un invento u otra cosa, y que sirve de modelo para fabricar otras iguales, o molde original con el que se fabrica. PERIFÉRICO: Unidad externa de un sistema que no forma parte de su unidad central. RED BROADCAST: Se distribuye la misma información o datos a una audiencia o conjunto de dispositivos determinado. ELECTROFORÉTICA: La electroforesis es una técnica para la separación de moléculas según la movilidad de estas en un campo eléctrico. EBOOKS: Es un libro en formato electrónico o digital. ESPIRÓGRAFO: Es un juguete para diseño geométrico que produce curvas matemáticas conocidas como hipotrocoides y epitrocoides.
RESUMEN
El desarrollo de este proyecto de investigación, se da a partir de la problemática que existe en la mayoría de los supermercados, donde se han presentado inconformidades en el momento de realizar el pago correspondiente a los productos que el cliente desea llevar, cobrándole un valor distinto al que es exhibido en el stand del supermercado, esto genera una insatisfacción conllevando a una discordia entre el empleado encargado de la caja y el consumidor. Pensando en el bienestar tanto del consumidor como del sector comercial, se plantea una posible solución, como lo es un sistema electrónico el cual pueda brindar una mayor comodidad y fiabilidad en la visualización de los atributos de un producto, como también una eficaz atención e información por parte de los almacenes, de acuerdo a lo anterior se decide diseñar un prototipo de lo que es llamado SISTEMA DE ETIQUETADO ELECTRONICO PARA STAND DE SUPERMERCADOS. Este prototipo está conformado por dos etapas: La primera es el dispositivo periférico que cuenta con dos etiquetas, las cuales se encontrarían exhibidas en la estantería o góndola de los supermercados supliendo las tradicionales etiquetas de papel, estas están compuestas por un display, un módulo de comunicación inalámbrica xbee que es programado en modo router encargado de recibir la información enviada por el dispositivo principal. La segunda etapa que conforma este sistema de etiquetado electrónico, es el dispositivo principal el cual se compone por un computador donde se encuentra almacenada la base de datos de los productos del almacén, un módulo Arduino mega donde se procesa la información enviada desde el pc y mediante el puerto serial transmite dicha información en forma de caracteres a un módulo xbee que cumple la función como coordinador, para enviar dichos datos al xbee router (etiquetas). Finalmente luego de meses de investigación para la selección de cada uno de los elementos y del esquema de diseño tanto a nivel de hardware como de software, se logra cumplir con el objetivo implementándose el prototipo del sistema de etiquetado electrónico, realizando las pruebas correspondientes de comunicación, distancia y de consumo de potencia del sistema en operaciones normales de trabajo.
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1. INTRODUCCIÓN 1.1 ANTECEDENTES En la actualidad, la tecnología más extendida para la identificación de objetos es la de los códigos de barras. Sin embargo, ésta tecnología presentan algunas desventajas, como la escasa capacidad de datos que pueden almacenar y el impedimento de ser reprogramados. La mejora que se realizó, constituyó el origen de la tecnología RFID; la cual consiste en usar chips de silicio que puedan transferir los datos que se almacenan al lector sin contacto físico, de forma equivalente a los lectores de infrarrojos utilizados para leer los códigos de barras. Su origen se remonta a los años 50 aunque parece que ya se empieza a utilizar durante la Segunda Guerra Mundial, donde comenzó su uso para que los aviones se identificasen como “amigos” ante sus propios efectivos. Con el tiempo, esta idea se traslada a sistemas más reducidos sirviendo para el seguimiento de personal y equipamiento militar hasta que dos empresas norteamericanas comienzan su comercialización civil a finales de los años 70. (Inteco, 2013) (Talnor Tecnology, 2012) Cuentan que esta tecnología empezó a ser reconocida en los últimos años porque antes no era comercialmente viable, ya que los costos eran muy elevados y su desempeño no era óptimo. Actualmente la tecnología RFID, aplica para una gran cantidad de usos, al ser un proceso de recopilación de datos, lo que determina el uso de ésta. Por esta razón puede ser aplicado para cualquier tipo de actividad que necesite un control y un almacenamiento de datos, convirtiendo esta tecnología en una herramienta con múltiples campos de acción. Hay diversos sectores y empresas donde se utiliza la tecnología RFID que se extienden a nivel mundial, actualmente ya existen un gran cantidad de compañías que utilizan la tecnología RFID para diferentes procesos al interior de la organización. A continuación se plasman algunos casos de sectores que recurren a este tipo de tecnología.
Textil
Seguridad
Hospitales
Mercadotecnia
Entre otros.
1.1.1 Tecnología RFID en Colombia Actualmente en Colombia, son pocas las compañías que tienen implementado un sistema basado en la tecnología RFID, no son muchas las compañías que han invertido, por diversos factores, como falta de capacitación, variabilidad de costos, y una constante resistencia al cambio que dificulta adaptarse a las nuevas tecnologías. La poca preocupación de los empresarios en Colombia por constituirse de manera global hace que el conocimiento de las nuevas tecnologías sea casi nulo a nivel nacional, lo que genera menor competitividad en estas compañías. Algunas de las empresas en las cuales se encuentra implementada la tecnología RFID son Familia Sancela hoy conocida como productos Familia S.A encargado de la importación y comercialización de papel higiénico, el Sena, frigorífico Guadalupe empresa dedicada al sector cárnico en Colombia, la fundación San Vicente es una entidad sin ánimo de lucro que presta servicios de salud en donde se logró establecer un control sobre los medicamentos para garantizar que éstos se encontraran en las temperaturas adecuadas y sobre su posible falsificación. El propósito fundamental de la tecnología RFID es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio frecuencia. Convirtiendo esta tecnología en un pilar fundamental para la logística ya que es un aspecto clave para cualquier tipo de negocio. Esta tecnología se compone básicamente de tres elementos:
Etiqueta RFID con la capacidad de ser programada con la información del producto
Un sistema conformado por un lector
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Una antena que pregunta la información almacenada en la etiqueta de RFID
La información es enviada a la etiqueta y recuperada de la misma a través de un lector comúnmente llamado READER mediante un protocolo de comunicación de ondas de radio frecuencia, la etiqueta comúnmente es pasiva y necesita del campo magnético del lector para su funcionamiento. La información que se obtiene de las etiquetas son transmitidas por el lector a través de una interfaz de comunicación alámbrica o inalámbrica a la base de datos existente, de la misma manera que sucede con el código de barras, todo esto con el fin de obtener un análisis, interpretación y posterior acción. La capacidad de almacenamiento de la etiqueta RFID es de 96 bits por lo tanto se puede cargar más información que en la operación con códigos de barras. (Talnor Tecnology, 2012) El esquema de esta tecnología se ha constituido en un pilar importante al momento de implementar nuevos sistemas indicadores de información de determinado objeto. En la figura 1 se observa el esquema bajo el cual opera el sistema de etiquetas RFID. Donde podemos observar un software que almacena la información en la base de datos, un interrogador quien es el intermediario entre la base de datos y las etiquetas donde se procesa la información, la antena, que compone el protocolo de comunicación por radio y finalmente las etiquetas que son las que proporcionan la información del objeto.
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(areatecnologica, 2009)
1.1.2. Sistemas de Etiquetado Electrónico Existe una variedad de estudios y proyectos referentes a los sistemas de comunicación para stand de supermercado. Se observa como en Europa más exactamente en España se desarrolla el sistema de etiquetado electrónico, el cual ofrece varias funcionalidades entre la cuales se encuentra el actualizar el precio de cada producto junto con otra serie de características netas del producto tales como: peso y precio. Tal dispositivo, llámese mini LCD, display o plasma incorporado entre 4 y 6 pulgadas, va conectado inalámbricamente o por cable coaxial oculto, con la torre de control desde donde se maneja toda la base de datos de los productos existentes en el supermercado, desde esta torre podrá actualizarse de forma automática los precios y estados de dichos productos de manera más exacta, más ágil y rápida de lo que podría llegarlo hacer un mercaderista. La unidad instalada en cada stand puede realizar su comunicación de manera inalámbrica o por cable coaxial. Donde de forma inalámbrica ésta utiliza la tecnología GSM o WCDM o infrarrojo o algún otro protocolo de comunicación propio de una compañía, la cual crea una conexión segura entre la torre de control
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y cada display, garantizando que no haya interferencias significativas que alteren el mensaje de la señal en el momento en que este sea leído por el receptor, los tipos de interferencia que se podrían presentar en el medio son: el mismo material de los stand, vitrinas, energía de las personas, dispositivos electrónicos que dependen de las antenas como lo son Tablet, celulares y consolas , etc. Donde ésta actúa como un enrutador, creando una dirección IP o serial privado para cada uno de los display por donde se realizara él envió de señales, en ese momento entra a trabajar un embebido llámese PIC o microprocesador, el cual toma esas señales, las procesa y las muestra en forma BCD en la pantalla. Tal microprocesador debe ser programado para dicha función. Por otra parte, en todos los sectores de Angeloni de Capoeiras, en Florianópolis, se implementó esta tecnología a principios de Enero del Año 2012, el cual fue diseñado con el objetivo de acabar con las eventuales divergencias entre precios encontrados en las etiquetas tradicionales y los registros en la caja. La inversión de estos pioneros en esta tecnología de punta, fue más para garantizar la calidad, practicidad y seguridad a los clientes desde su implementación en el 2012. En este fragmento se esboza una breve descripción del proyecto realizado por parte de RR
etiquetas en Florianópolis “La tecnología funciona con base en un sistema de transmisión
de datos por radiofrecuencia, en tiempo real y totalmente automatizado, y es la más
utilizada en el sector en todo el mundo actualmente.
En esta segunda etapa de implementación, va a abarcar a los 20 mil productos de la tienda
terminando con eventuales divergencias entre precios encontrados en las etiquetas
tradicionales y los registrados en la caja. Las etiquetas electrónicas, visualmente
semejantes a las tradicionales con la diferencia de que en lugar de papel hay un visor con
display, el cliente va a encontrar el precio del producto, oferta y plazos, precio unitario y
conjunto, siempre en conformidad con las determinaciones legales que protegen los
derechos de los consumidores.
Al mismo tiempo, la tecnología confiere mayor agilidad y productividad a la rutina diaria
del supermercado, ya que los precios son actualizados a partir de un servidor siendo
transmitidos directa y automáticamente para las etiquetas y para las cajas de forma
correcta.
El proyecto y estructura tecnológica, con un sistema de fijación que evita el hurto y el
cambio de lugar de las etiquetas electrónicas, fueron desarrollados por RR Etiquetas”.
(RR Etiquetas, 2012).
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1.1.2.1. Sistema de etiquetado electrónico de la compañía DISPLAYDATA Es una compañía privada inglesa creada en el año 2000, son considerados los líderes en el diseño y suministro de etiquetas gráficas electrónicas para estantería (ESL), ofreciendo una amplia gama de etiquetas electrónicas que cuentan con pantalla de tecnología electroforética que consiste en que la tinta es coordinada y separada mediante el campo eléctrico de la pantalla, contando con diversidad de colores, tamaños para tener una experiencia visual atractiva para los consumidores (DISPLAYDATA, 2005). En la figura 2 se ilustra el esquema general de operación de esta tecnología contando con
un servidor, un comunicador, y finalmente las etiquetas; en la figura 3 se puede observar la
gran variedad de etiquetas electrónicas ofrecidas por esta compañía.
Figura 2.Esquema General de operación
(DISPLAYDATA, 2005)
(DISPLAYDATA, 2005)
Se observan dos tipos de etiquetas las Chroma y las Aura a continuación se da una
descripción de cada tipo:
Aura: la visualización es en blanco y negro de alta calidad para facilitar la legibilidad, es totalmente gráfica, tiene comunicación de dos vías HQ, las baterías son de reloj común, cuentan con una duración de 5 a 7 años, tienen cerca de 180 grados de ángulo de visión de baja intensidad, el rango de tamaños está entre 2,1 a 6 pulgadas Chroma: tienen alta resolución de 3 colores (rojo, negro y blanco), también son totalmente gráficas, poseen comunicación inalámbrica de dos vías HQ, cuentan con la mismas baterías de reloj de duración aproximada de 5 años, y con el mismo rango de tamaños. 1.1.2.2. Comunicación de las etiquetas electrónicas de DISPLAYDATA
Según la fuente de información (DISPLAYDATA, 2005) este sistema de etiquetado cuenta con un comunicador dinámico que ofrece dos vías de comunicación de datos entre la sede y las plataformas de etiquetas electrónicas en la tienda.
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Cuentan con una avanzada tecnología de transmisión inalámbrica por radio frecuencia que es extremadamente resistente a otras redes ofreciendo gran cobertura y optimización de consumo energético, siendo fácil de implementar en las tiendas. Un comunicador tiene capacidad de transmitir información a un área de más de 50.000 pies
cuadrados, que son aproximadamente 4.645 metros cuadrados y soporta hasta 65.000
etiquetas, que se pueden actualizar a alta velocidad y con comunicación bidireccional para
la confirmación de los cambios en dichas etiquetas. El comunicador es fácil de instalar su
conexión es por medio de un puerto Ethernet. En la figura 4 se observa el modem que
ejerce la función de comunicador.
Figura 4.Comunicador
(DISPLAYDATA, 2005)
1.1.2.3. Consola o Interfaz de las etiquetas electrónicas de DISPLAYDATA
Cuenta con una interfaz dinámica que ofrece una herramienta de gestión de software basado en la web muy intuitiva y sencilla de configurar, la cual permite asignar nuevas etiquetas, cambios de horarios de actualización en las tiendas, revisar información detallada sobre el funcionamiento y estado tanto del comunicador como de las etiquetas. También posee un software opcional para crear nuevos diseños de visualización, incorporando un diseñador de plantilla por lo que es muy fácil de usar. En la figura 5 se observa la interfaz que informa sobre el estado de operación de las etiquetas, y en la figura 6 se observa el software para crear nuevos diseños de visualización en la etiqueta.
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(DISPLAYDATA, 2005)
(DISPLAYDATA, 2005)
1.1.3. Sistema de etiquetado electrónico en Colombia
En Colombia actualmente se encuentra operando una compañía llamada TEKUS S.A.S
quienes son el partner oficial de la compañía inglesa DISPLAYDATA, esta compañía se
encuentra ubicada en la ciudad de Medellín donde en algunos supermercados del sector de
laureles han implementado este tipo de etiquetas electrónicas en las secciones de productos
lácteos y de frutas, la información que brinda esta empresa en su página web, nos brinda
una idea de las ventajas de implementar un sistema como éste. A continuación se da una
descripción del papel que cumple esta nueva tendencia tecnológica a nivel comercial “ESL
(Electronic Shelf Label) o etiquetado electrónico de productos, por su traducción al
español, es una tecnología que usa tinta electrónica y que permite a los retailers desplegar
información relevante de sus productos, como precio, descripción, PUM, PLU, entre otros,
de manera digital en las góndolas, y cambiar el contenido mostrado de manera remota y
en tiempo real”. (TEKUS S.A.S, 2014)
También (TEKUS S.A.S, 2014) muestra una variedad de ventajas que ofrece este sistema
de etiquetado.
Proceso totalmente automatizado, con actualización de la información de manera
remota y en tiempo real.
Plantillas totalmente parametrizables, cualquier tipo de información o imagen puede
ser desplegado en la etiqueta
Múltiples páginas de información
Mayor información para el consumidor y el personal de la tienda.
TEKUS S.A.S tiene hoy en día importantes clientes que ya se han beneficiado de las
ventajas competitivas, y ahorros a largo plazo que ofrece esta nueva tecnología, algunos de
los clientes son:
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1.2 FORMULACIÓN Teniendo en cuenta que en Colombia actualmente no se ha globalizado la implementación de un sistema de etiquetado electrónico para el sector comercial a pesar de la existencia de empresas dedicadas a dicha tecnología, por factores nombrados anteriormente, como la resistencia al cambio, variabilidad de costos, entre otros; y que frecuentemente se evidencia una insatisfacción, al adquirir un producto del stand de un supermercado por errores de etiquetado en el momento de realizar el pago, es evidente que el cliente tenga una inconformidad haciendo que este le reclame de cierta forma a la persona que hace sus actividades como cajero, lo que crea una discordancia entre cliente y trabajador del establecimiento. Por esta razón el cliente puede optar por desistir de la compra y no conforme con esto decide no ingresar más al establecimiento. Probablemente dicha discordia pudo haber sido prevenida, en cuanto a que el personal encargado de esta función de cambiar los valores a los actuales, hiciera tal función con éxito. Este mal proceder de las actividades por parte del personal, conllevan unas posibles consecuencias ya que el cliente afectado por tal suceso, puede llevar quejas al área encargada pudiendo derivarse consecuencias y sanciones legales. La anterior afirmación se sustenta bajo la información proporcionada por el señor GUSTAVO ADOLFO VANEGAS, supervisor del supermercado COMFANDI, sede san Fernando ubicado en la carrera 36 # 5-68 diagonal al estadio de futbol Pascual Guerrero. El señor Adolfo Vanegas nos manifestó que este conflicto se presenta más frecuentemente en sedes como esta que laboran 24 horas. Esto, debido a que la base de datos del supermercado actualiza su lista de precios de todos los productos en las cajas automáticamente a las 12:00 am. Presentándose así un lapso de tiempo de error de aproximadamente 8 horas (momento en el que ingresan los mercaderistas a laborar y en el que se disponen a confirmar y corregir los precios en los stand en comparación a la nueva lista de precios almacenada en la base de datos hace 8 horas atrás.) donde hay mayor vulnerabilidad a que se presente la contrariedad de diferencia de precios entre la etiqueta de papel que está en los stand y la base de datos del supermercado en ese momento, presentándose la situación poco favorable entre cliente y cajero exponiéndose en ese momento a demandas, quejas, y reclamos por parte del cliente ante las entidades pertinentes. Algunos supermercados presentan sistema de etiquetado en código de barras donde el cliente tiene que dirigirse a un lector de barras para darse cuenta del precio actual del producto, porque el valor etiquetado de los stands es deficiente
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ya sea porque se ha borrado la tinta de las letras o ruptura en el papel de la etiqueta entre otras, esta situación en el cliente genera pérdida de tiempo, el cliente puede desanimarse en adquirir el producto y es poco práctico. De acuerdo con lo proyectado, se plantea el siguiente interrogante: ¿Existe algún método que permita la actualización de los precios automáticamente de manera remota y centralizada? 1.3 CONTRIBUCIONES El sistema de etiquetado, fue creado con la intención de contribuir a una mayor eficacia en el campo comercial por diferentes inconformidades que se evidenciaban en el momento del pago de ciertos productos, ya que en muchas ocasiones los valores que se encontraban exhibidos en el stand de los supermercados eran erróneos. Este proyecto en primer lugar, se enfoca en los supermercados, puesto que en dichos lugares es donde se presentan más inconformidades por variabilidad de los precios y diversidad de productos, lo cual hace que este sector comercial sea vulnerable ante problemas legales con la súper intendencia de industria y comercio. Debido a lo anterior, lo que se busca con este proyecto es crear soluciones y una mayor eficacia de atención ante los clientes por parte de los supermercados, teniendo como una posible solución el sistema electrónico de etiquetado que entra a suplir las etiquetas tradicionales de papel, teniendo como función una rápida exposición de los nuevos precios para que no haya ningún margen de error , tanto en los stand como en la base de datos del supermercado, creando así, para los clientes una tranquilidad y confianza durante sus compras, lo cual aumenta la probabilidad de que éste vuelva a realizar sus comprar en dicho supermercado. Además de tales intenciones para mejorar el funcionamiento en el sector comercial, se pensó de cierta forma un avance tecnológico para los supermercados teniendo en cuenta que en el medio comercial es de mayor importancia estar innovando en sus sistemas para que haya mayores ventas y clientes satisfechos, evitando de alguna manera quejas y reclamos del establecimiento . Además de ello, una de las principales intenciones de este proyecto, es de contribuir al medio ambiente, haciendo que ya no esté la necesidad de hacer cada etiqueta con sus respectivos materiales y gastos de energía de las maquinas con las que son creadas, sino un sistema innovador donde de igual forma se requiere de energía pero haciendo un ahorro en los demás materiales que son requeridos para que una etiqueta sea exhibida en lo stand de los supermercados.
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2. JUSTIFICACIÓN El sistema de etiquetado electrónico supone unas ventajas bastante notorias a nivel comercial ya que permite una reducción en tiempo, sin tener que esperar la impresión de la etiqueta o tener personal que esté disponible, la reducción de costos en la creación de etiquetas, modificación de las mismas, impresión, también la optimización ya que reduce el creciente número de errores en los precios que ha traído sanciones, multas y la queja de los clientes ante la súper intendencia de industria y comercio. La razón de la rapidez de este desarrollo radica en la agilidad y competitividad en los precios, eliminación de errores manuales, optimización de los márgenes, reducción de los costes de obra de mano y materia prima. Este sistema está pensado en una conciencia ecológica ya que implica un ahorro de papel y tinta cuidando de esta manera nuestro entorno. El gasto de material ecológico de manera frecuente como lo es el papel y la tinta utilizada para las etiquetas convencionales supone una incidencia negativa en el medio ambiente. Esta contrariedad se puede evitar sustituyendo las etiquetas convencionales por un método de etiquetado electrónico que permitan actualizar los precios de los productos remotamente, desde un centro de control, cuyo gasto energético requerido por cada uno de las etapas (conformadas por sus elementos) es mínimo ya que no debemos dejar de lado el contribuir con un aporte al ahorro de energía por la problemática energética que enfrenta Colombia en este momento y principalmente para que el incremento en los recibos de energía del supermercado sea igualmente bajo. Finalmente se obtiene un beneficio de satisfacción personal, social y empresarial al contribuir con el desarrollo de servicios de alta calidad en pro de la comunidad cumpliendo con la misión de la universidad y de nuestro programa académico.
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3. OBJETIVOS 3.1. OBJETIVO GENERAL Diseñar un Sistema de etiquetado electrónico para visualización y actualización de precios de los productos en supermercados. 3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Revisar documentación existente sobre los sistemas de comunicación inalámbrica
Stand-Torre de control pertinente.
Identificar las tecnologías de comunicación disponibles en el mercado de fácil
acceso y que faciliten la implementación según las características propias de la
necesidad existente.
Diseñar un prototipo de sistema de etiquetado electrónico para la comunicación
unidireccional de la torre de control con los displays ubicados en cada producto.
Validar el correcto funcionamiento del prototipo bajo condiciones normales de
operación.
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4. MARCO DE REFERENCIA Es necesario conocer el marco de referencia en el cual se encuentra el proyecto, con el fin de identificar la existencia de investigaciones relacionadas con el tema, o productos que se encuentren actualmente en el mercado, obteniendo información relevante que permita diseñar el dispositivo. 4.1. LIBROS ELECTRÓNICOS SON MÁS ECOLÓGICOS QUE LOS LIBROS
EN PAPEL
Según un artículo de la NATIONAL GEOGRAPHIC de abril del 2014, donde se informa que en Estados Unidos se había utilizado 1.5 millones de toneladas métricas de madera, por parte de compañías del sector papelero y la producción de cada libro produjo cerca de 4,01 kilogramo de dióxido de carbono, según este estudio es el consumo aproximado de 14 ebooks, por lo tanto un lector que desea leer 15 libros al año debería plantearse la compra de un Dispositivo electrónico para su lectura si desea ser ecológico, el ahorro de emisiones de dióxido de carbono por cada lector de libros digitales, se cifra en 168 kilogramos por año.
Aquí podemos observar un fragmento de este estudio donde se sintetiza la relevancia de los dispositivos electrónicos en comparación con impresiones en papel.
“fabricar un dispositivo electrónico, contamina más que facturar un libro de papel, pero resulta que un libro digital, contamina muchísimo menos que uno de papel, y aunque si tiene huella de carbono, esta, es mínima comparada con la elaboración de un libro impreso”. (Ereader, 2016) lo cual denota que en cuanto a la fabricación la huella de carbono de un dispositivo digital es elevada pero, cabe destacar que en un mismo dispositivo electrónico se pueden almacenar gran cantidad de documentos, libros, fotos, entre otros, en cambio de forma impresa es necesario un ejemplar impreso diferente lo que conlleva a una mayor utilización de recursos naturales, como la madera creando gran deforestación de bosques contribuyendo a un mayor calentamiento global y deterioro de la tierra.
A continuación un fragmento del estudio realizado sustenta lo dicho anteriormente.
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“Siendo minuciosos, tenemos que tener en cuenta todos los aspectos que intervienen en el proceso productivo, y entonces vemos que de entrada, la industria papelera planta bosques extensos que le suministren la materia prima necesaria para sus fábricas, sólo en España hay 430.000 hectáreas de bosques dedicadas a la explotación forestal para la celulosa, esto supone un sumidero importante de CO² que queda almacenado en los árboles, pero no nos engañemos, de ahí pasa a los libros, y finalmente si estos no se reciclan y se incineran, vuelve a la atmósfera, y lamentablemente, eso pasa más de lo que quisiéramos. Por otra parte, el impacto de estas dos especies arbóreas sobre el terreno es bastante dañino, porque son de crecimiento rápido y acidifican el terreno” (Ereader, 2016)
La tala de los árboles, almacenamiento y el transporte de los mismos, producen emisiones, posteriormente la elaboración de la pasta de celulosa, supone una de las industrias más contaminantes para el medio ambiente, sobre todo de las aguas fluviales, aparte de producir también emisiones de carbono, el posterior transporte hacia las imprentas, también produce emisiones, y las tintas y su elaboración también contaminan, finalmente todo el circuito de transporte hasta, la distribuidora y de aquí a las librerías y demás puntos de venta, igualmente producen emisiones de carbono, que se ven incrementadas si el libro no se vende y se devuelve a la editorial, que tiene que almacenarlo, destruirlo o reciclarlo. (Ereader, 2016)
Un artículo revelado por El New York Times, basado en un estudio de CleanTech afirma que la compra de tres libros electrónicos por mes, durante cuatro años produce aproximadamente 168 kilogramos de CO2 a través del ciclo de vida, en comparación con los cerca de 1.074 kilogramos de CO2 producidas por el mismo número de libros impresos. (Ereader, 2016)
En un artículo de Softpedia cuenta que un libro que se encuentra en la estantería ha producido cerca de 3,85 kilogramos de carbono, mientras que los iPads, producen solamente 0,0025 Kilos de emisiones, por hora de uso, cuestión que fue comprobada por Apple. (Ereader, 2016)
Según estos estudios se evidencia que los procesos que involucran papel y tinta como los libros, etiquetas tradicionales, revistas, entre otros; no tienen comparación con los dispositivos electrónicos en cuanto a emisión de dióxido de carbono se refiere, no significa que éstos no contaminen ya que todo depende de la fuente energética para el funcionamiento de los mismos, por ejemplo dispositivos electrónicos equipados con una fuente fotovoltaica significaría un gran
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aporte ecológico, y como se dijo anteriormente ya que estos dispositivos sirven para leer y almacenar muchos libros, documentos, en el caso de las etiquetas electrónicas permiten actualizar diversidad de información en un mismo dispositivo, aunque la contaminación sea igual al fabricarlos el impacto final es mucho menor.
4.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE ETIQUETADO
ELECTRÓNICO
Según (blogspot, 2015) el sistema de etiquetado electrónico posee ciertas ventajas frente a otros sistemas tradicionales de información en los supermercados en este cuadro sintetizamos las ventajas más relevantes y también sus desventajas en la implementación de esta nueva tendencia de la tecnología dirigida al sector comercial.
Ventajas Posibles Desventajas
Acceso instantáneo a la información Factor económico, la aplicación de este
tipo de sistemas conlleva una inversión
monetaria importante.
acceder ilícitamente a los datos
sensibles en una computadora o un
servidor si los protocolos de seguridad
están por debajo del nivel aceptable
Resolución del problema de
(es decir, siempre hay que almacenar la
información en servidor de respaldo
secundario que esté ubicado a
distancia) para poder recuperar los
datos en caso de robo, incendio o
inundación
Fácil y rápida distribución de precios Riesgo de violar alguna ley u otros
reglamentos de rastreabilidad y
resguardo de la información
Eliminación de desplazamientos de
papel
etiquetas de papel
4.3. SISTEMAS IMPLEMENTADOS ACTUALMENTE EN LOS SUPERMERCADOS EN COLOMBIA 4.3.1. Escáner de Código de barras
EL sistema que se encuentra mayormente utilizado en Colombia como complemento en la indicación de los precios en los supermercados, es el escáner de código de barras, que básicamente es un dispositivo electrónico que por medio de una laser lee dicho código y emite el número, no la imagen. Fundamentalmente, el escáner propiamente dicho, decodifica y posee un cable o antena wifi que actúa como interfaz entre el decodificador y el terminal o computadora. La función del escáner es leer el símbolo del código y proporcionar una salida eléctrica a la computadora, correspondiente a las barras y espacios del código, sin embargo, es el decodificador el que reconoce la simbología del código, analiza el contenido del código leído y trasmite dichos datos a la computadora en un formato de datos tradicional. Tiene varios medios de conexión: los más modernos por orden de aplicación USB, bluetooth, wifi y los más viejos puerto serie, incluso directamente al puerto PS2 del teclado por medio de un adaptador. (mant- computadores, 2010)
Los diferentes servicios que brindan los supermercados en Colombia, incluyen el servicio de mercadeo, el cual consta de personal especializado encargado de mantener los precios en los stands de cada producto actualizados con respecto al precio que aparece en la base de datos. Este servicio que se considera obligatorio por parte del supermercado, aunque lleve ya tiempo atrás brindándose, se sigue presentando negligencia e inconsistencias en el proceso, donde en la actualidad es común aun ver el
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tradicional caso de los clientes que observan un precio en el lugar de donde adquieren un determinado producto y en el momento de pagarlo en caja se encuentran con el desagravio de un precio distinto al visualizado en el stand. Ese tradicional caso puede provenir de una cadena de errores, de los cuales en su mayoría son errores humanos, donde mediante el sistema de tecnología de etiqueta electrónica estos quedarían prácticamente nulos, evitando así ese tradicional y polémico caso el cual en muchas ocasiones se vuelve inaceptable tanto para el cliente como para el empleado del almacén, llámese en este caso el cajero.
Una etiqueta electrónica es un sistema que actúa como receptor de un sistema de comunicación inalámbrica, donde esta fase de recepción está conformada por display, antena de recepción y un microcontrolador, donde este procesa y muestra finalmente la información recibida, en el display.
Como emisor se encuentra una central de información, desde donde puede modificarse la información guardada en ese momento en cualquiera de los displays que conforman el sistema de comunicación inalámbrica. En Colombia este sistema de etiquetado electrónico está siendo implementado paulatinamente por la empresa TEKUS S.A.S mencionada en los antecedentes.
4.3.2. Etiquetas electrónicas en Latinoamérica
Esta tecnología es implantada por la fundación francesa SES (Store Electronic Systems), la cual considerando a México el país ideal para implementar esta tecnología debido al gran desarrollo en sus supermercados, decide en el 2003 distribuir a la empresa Unisys este sistema de etiquetado, ya que es una empresa líder en tecnología de información en América Latina, convirtiéndose en el proveedor autorizado de etiquetas para esta región.
En un artículo proporcionado por (PROFECO, 2004) nos informa, como en México se ha implementado esta nueva tendencia de sistema de etiquetado electrónico, y aseguran que las etiquetas electrónicas están dejando atrás la etiqueta tradicional de papel, a continuación se muestra un fragmento del artículo
“La innovación que permite actualizar los precios en tiempo real mediante señales de
radio tiene nombre: etiquetas electrónicas. Desde diciembre del año pasado, en la Ciudad
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de México, una tienda de la cadena Gigante lleva a cabo una prueba piloto con 5 mil
etiquetas electrónicas que permitiría, entre otras cosas, precios actualizados y mayor
información a la vista del consumidor”.
Las etiquetas electrónicas son pantallas de diversos tamaños principalmente de cristal líquido colocadas en el stand del supermercado, sujetas con rieles y seguridad magnética con el fin de evitar el hurto, permiten ajustar su posición para que el consumidor observe de manera sencilla la información proporcionada.
Estas pantallas exponen información que se divide en dos segmentos distinguidos por colores: a) La parte de la etiqueta con fondo amarillo contiene la siguiente información: precio de venta, indicador de precio en promoción y flecha que indica la ubicación de producto (arriba o abajo). b) La parte sobre fondo gris contiene información del precio por kilogramo, pieza o litro. En esta sección también se puede incluir información de puntos para programas de lealtad y cualquier otra información adicional que se desee. (PROFECO, 2004)
Figura 7.Etiqueta electrónica Unisyss
(PROFECO, 2004)
Las ventajas que ofrece este sistema favorece tanto al supermercado como al consumidor y esto lo podemos observar en una investigación de factibilidad realizado por el Instituto Nacional de Estadística Geográfica e Informática (INEGI) las cuales son:
Ventajas para el supermercado
1. Reducción de costos y tiempo de Re etiquetación (3 horas hombre por día). 2. Libera al personal de procesos manuales. 3. Reducción de reclamos por precios incorrectos. 4. Reacción más rápida ante el precio de la competencia.
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5. Generación de lealtad hacia la tienda. 6. Creación de imagen innovadora. Ventajas para el consumidor Además de ofrecer precios actualizados y correctos al consumidor, el uso de las etiquetas electrónicas promete: 1. Mayor disponibilidad del personal para atención al cliente. 2. Precios siempre visibles. 3. Mayor información disponible del producto.
De acuerdo con Unisys, esta tecnología ya se aplica en 452 tiendas distribuidas en Francia, Inglaterra, Bélgica, Portugal, Italia, Eslovenia y España. Cabe destacar que Francia posee la mayoría de las tiendas (400) que pertenecen principalmente a las cadenas Centre Leclerc, Intermarché, Ecomarché, Netto y Systéme U. (PROFECO, 2004) 4.3.2.1. Protocolo de comunicación SES
Según (SES, 2008) la comunicación por radio multifrecuencia fue desarrollado
por el laboratorio de radio SES, siendo la columna vertebral del sistema de
etiquetado electrónico dando unas ventajas como lo son un sistema cuya
fiabilidad no depende de la infraestructura del supermercado, Sistema de
transmisión totalmente garantizada con total respaldo (doble antena) de baja
frecuencia 38.4Khz, no se presentan reflexión en los obstáculos (góndolas
metálicas) que ocasionan perturbaciones en la señal siendo un fenómeno
observado en otras bandas de frecuencias, tiene un mínimo consumo el
protocolo de comunicación, demanda un consumo muy bajo de la etiqueta por
lo que ésta sólo consume 0,3mA, lo que garantiza una máxima duración de la
vida útil, elevado rendimiento, rendimiento: 150.000 datos por hora; 30.000
precios actualizados por hora. 4.3.2.2. Software SES El software utilizado para la gestión de la base de datos y actualización remota de la información de las etiquetas en las góndolas se lleva a cabo gracias al programa de gestión de precios Jeegy 2.0 el cual se comunica fácilmente con todos los sistemas de back-office y cajas del mercado, perpetuidad tecnológica (lenguaje JAVA), Software evolutivo e intuitivo, disponible en cinco idiomas y muy fácil mantenimiento (SES, 2008).
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4.3.2.3. Esquema del sistema de etiquetado SES Este esquema general del proceso y componentes del sistema de etiquetado electrónico, se deriva de tecnologías como las etiquetas RFID, como podemos observar en la figura 8 se parte de un servidor que posee un software encargado de gestionar la información de los productos sincronizando el precio de los anaqueles con el de las cajas, de un establecimiento, luego viene un transmisor que tiene su respectiva antena para un mayor alcance y fiabilidad de transmisión de los datos hacia las etiquetas que se encuentran en los anaqueles.
Figura 8.Esquema general del sistema de etiquetado electrónico SES
(SES, 2012)
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En la figura 9 puede observar la apariencia de las etiquetas electrónicas ya implementadas en los anaqueles del supermercado, vale la pena resaltar que cuentan con anclaje antirrobo, activado magnéticamente.
Figura 9.Etiquetas electrónicas instaladas en el anaquel
(SES, 2012)
CARACTERISTICAS TECNICAS DE ETIQUETAS ELECTRONICAS YA IMPLEMENTADAS La industria dedicada a la implementación de este tipo de tecnologías Store Electronic Systems, busca con ello ciertas garantías que beneficien al sector comercial “Las etiquetas electrónicas son la mejor garantía de que se aplican al consumidor los precios exactos, ya que eliminan los errores manuales. La solución automatiza la actualización de los precios entre el sistema de back- office y las etiquetas electrónicas de los anaqueles, lo que garantiza que los precios facturados en las cajas sean idénticos a los que figuran en los anaqueles”. (ses imagotag, 2015)
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De acuerdo con la tienda electrónica SES (Store Electronic Systems), las 3 etiquetas electrónicas más usadas en el mercado europeo y americano son:
S-tag
S-tag +
G-tag
En las siguientes figuras se esboza las características técnicas de estos 3 tipos de etiquetas
más usado y eficientes ya implementados.
Figura 10.Características técnicas del S-tag
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Las etiquetas S-tag utilizan la tecnología LCD TN (visualización por segmentos), que permite la creación de pantallas de bajo consumo. La vida útil de las etiquetas supera los 5 años, lo que coincide con el plazo de amortización de una solución de etiquetado electrónico. Las etiquetas S-tag 16 utilizan una pantalla de tecnología biestable que no requiere alimentación continua. Una vez enviados a la etiqueta los datos para mostrar, la pantalla los memoriza durante meses. (ses imagotag, 2012)
Figura 11.Características técnicas del S-tag+
(store-electronic-systems, 2012)
Figura 12.Características técnicas G-tag+
Las etiquetas G-tag+ comparten las características de las G-tag, pero además cuentan con animación. Gracias al parpadeo y a la alternancia de las pantallas, combinados con las multipantallas y el modo inverso, esta etiqueta gestiona auténticas secuencias animadas adaptables a cualquier escenario de venta. (store-electronic-systems, 2012)
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4.4. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICOS A través de una investigación de los P.C.I. más utilizados en la industria, sector hospitalario, sector agropecuario, campo multimedia entre otros; se destacan los estándares mencionados a continuación. 4.4.1. bluetooth Protocolo IEEE 802.15.1 el cual se vuelve fiable a mediados del año 1995 como resultado de un proyecto relacionado con la red móvil para telefonía celular. Bluetooth trabaja con una tecnología inalámbrica WPAN o también llamada 802.15.1 WPAN, esta trabaja bajo un corto alcance. Las WPAN trabajan por la banda libre de 2.4 GHz donde a su vez mediante un transceptor de salto de frecuencia rápida de unos 1.600 saltos por segundo logra evitar troque y picos negativos de señales (caídas). Para mejorar sustancialmente el tráfico de datos se transmite hasta un máximo de 732.2 Kb/s de forma unidireccional. En la tabla 2 se evidencian las frecuencias de operación.
Lugar Rango de frecuencias (GHz)
Canales de RF
2.400 – 2.4835 f=2402 + k MHz, k= 0,….,78
Francia 2.4465 – 2.4835 f=2454 + k MHz, k 0 0,….,22
Tabla 2.Frecuencias de operación
4.4.1.1. Características del transmisor. En esta etapa se requiere un mínimo de nivel de energía en el conector de la antena del dispositivo, si se presenta el caso de que este no tenga ese mínimo nivel requerido, se asume una antena de referencia con ganancia 0 dB.
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Tales dispositivos se subdividen en 3 clases de grupos como se puede evidenciar en la tabla 3.
Clase de potencia
Potencia de Salida
Pmin<+4dBm a Pmax
1 mW (0 dBm)
2.5 mW (-6 dBm)
Tabla 3.Tipos de energía
4.4.1.2. Tolerancia de RF. La frecuencia central inicial por ley debe ser de más o menos 75 kHz (Fc). A continuación se evidencia en la tabla 4 los tipos de paquetes y su derivación de frecuencias.
Tipo de paquete Derivación de Frecuencia.
Paquete con una sola ranura Más o menos 25 kHz
Paquete con tres ranuras Más o menos 40 kHz
Paquete de cinco ranuras Más o menos 40 kHz
Máximo rango de derivación 400 Hz/us Tabla 4.Derivación de frecuencia en paquete
4.4.1.3. Características de recepción. Este sistema para medir la tasa de error por bit, hace una retroalimentación ya decodificada de regreso donde el nivel de referencia de sensibilidad debe estar referido a -70 dB. (gralhu06, 2003)
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4.4.2. WIMAX. Protocolo IEEE 802.16 es un estándar inalámbrico que ingresa en el mercado de las comunicaciones para los años del 2002 y garantizan un nivel superior de comunicación entre dispositivos. Siendo la velocidad una de sus mayores referencias. Wimax aporta velocidades de promedio 70 mbps en un rango de 50 kilómetros, además cuenta con ventajas como la conexión inalámbrica entre transceptores de la estación base y hasta miles de abonados sin que tengan que estar en una line visible estrictamente. Cuenta con un nivel medio para eludir obstáculos, es decir lo puede hacer con árboles, casa, carros y objetos así promedio, pero no podría por ejemplo atravesar montañas, edificios, centro comerciales etc., ya que su rendimiento real total es de unos 20 mbps. Wimax funciona mediante una antena central que se comunica con las antenas de los abonados al sistema, cuando se hace referencia al término “enlace punto a multipunto” hacen titularidad al método de comunicación wimax. (CCM.2016) Este Protocolo IEEE 802.16 se subdivide en dos clases las cuales son las siguientes: 4.4.2.1. Wimax fijo Nombre tecnico IEEE 802.16-2004, hacen caso a conexiones línea fija mediante una antena en algún techo. Esta categoría trabaja en un rango de frecuencia de 2.5 GHz y 3.5 GHz, este rango para los que necesitan licencia y una banda de 5.8 para quienes no requieren obtener tal permiso. 4.4.2.2. Wimax móvil Nombre técnico IEEE 802.16e, dirigido para teléfonos móviles, logrando estos equipos conectarse a internet. Y abre campo que los teléfonos móviles trabajen con IP y alta velocidad.
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75 mbps 10 km
4.4.3. Estándares Wimax
Estándar Frecuencia Estado Rango
IEEE 802.16 Delimita redes de área metropolitana inalámbricas WMAN en bandas de frecuencia superiores a 10 GHz
Octubre 2002
Obsoleto
IEEE 802.16a Delimita redes de área metropolitana inalámbricas en bandas de frecuencia desde 2 a 11 GHz inclusive.
9 octubre
2003
Obsoleto
IEEE 802.16b Delimita redes de área metropolitana inalámbrica en bandas de frecuencia dese 10 a 60 GHz inclusive
Anexado a 802.16a
IEEE 802.16c Delimita opciones (perfiles) para redes de área metropolitana inalámbricas en bandas de frecuencia sin licencia
Julio 2003
Revisión que incorporo los estándares 802. 16, 802.16ª y 802.16c
1 de Octubre
2004
Activo
IEEE 802.16e Permite que los clientes de tecnología móvil utilicen redes de área metropolitana inalámbricas
Sin ratificar
IEEE 802.16f Permite que se usen las redes en malla
Sin ratificar
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4.5. Aplicaciones mediante protocolo zigbee en el mundo Protocolo IEEE 802.15.4 es un estándar de comunicación también llamado zigbee, protocolo el cual en un principio fue creado dirigiéndose para crear soluciones domóticas, pero es tan grande su acogida comercialmente tanto por su efectividad como por su bajo consumo energético y mínimos costos monetarios, que la aplicabilidad de dicho estándar se fue expandiendo y en la actualidad logramos ver implementado este tipo de comunicación en aplicaciones de inmótica también. 4.5.1. Aplicaciones mediante protocolo Zigbee en Colombia “Redes de Sensores Inalámbricos Utilizando ZIGBEE/802.15.4” (Quiroz.(s.f), 2013). En este estándar de red de sensores inalámbricos, se evidencia la tecnología ZigBee en los diversos sectores como son la medicina, la industria e inspección de tráfico, lo que demuestra la aplicación de este tipo de redes. En la Figura 13 se ilustra como los datos de los signos vitales del paciente, pueden ser monitoreados de forma automática si el paciente lo amerita o intervalos que pueden ser configurados por los médicos esto permite la integración de varias tecnologías entre ellas ZigBee. En la figura 13 se ilustra los dispositivos responsables del monitoreo de los puntos vitales
Figura 13.Dispositivos para el monitoreo
(Quiroz.(s.f), 2013) 4.6. Aplicaciones mediante módulos de comunicación Xbee En la actualidad se encuentran sistemas de comunicación donde emplean el protocolo de comunicación Zigbee en Colombia, por ejemplo en el sistema de red
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inalámbrica de los sensores que apoyan las actividades agricultoras de presión en el jardín botánico en la ciudad de Cali donde a su vez también trabajan con la implementación de una base de datos donde almacenan los resultados que se van obteniendo en comparación a los almacenados en que deberían estar los indicadores. Estos módulos por su efectividad, rendimiento y bajo consumo, se apoderan cada día más en el mercado sin importa quizás su mediano costo frente a otros módulos, pues su consumo energético es muchísimo inferior a todos y su alcance sin duda lo posesiona como uno de los mejores, un ejemplo de otra aplicación donde ya se encuentra implementados estos módulos en Colombia son en sistema de control de optimización ambiental para cultivos hidropónicos. “La hidroponía es una técnica o método utilizado para cultivar plantas usando soluciones minerales sin suelo agrícola. Las raíces reciben una solución nutritiva equilibrada disuelta en agua con todos los elementos esenciales para el crecimiento de la planta, pueden crecer en una solución única y en medios inertes como arena lavada y perlita o grava. En Colombia el control de variables ambientales para un cultivo suele ser complicado puesto que las condiciones ambientales varían mucho así que la mayoría de los cultivos suelen presentar pérdidas, esto pasa también con los nutriente dado que en las tierras donde se cultivan son limitados y requieren aplicación de abonos para que los cultivos puedan avanzar en la etapa de desarrollo.” (hidroponia, 2016) 4.7. Entorno de programación Arduino 4.7.1. ¿Qué es Arduino? Según la información proporcionada por (Saburido, 2014) arduino es una plataforma electrónica abierta con software y hardware flexible fácil de usar, su placa más popular es Arduino UNO, cuya placa de desarrollo se escoge según la aplicación que se quiera desarrollar ya que difieren en número de puertos, capacidad de memoria y conexiones
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4.7.2. Razones para usar Arduino Arduino es una plataforma de código y hardware abierto, lo que se traduce en un acceso a todos los aspectos de funcionamiento del circuito y algoritmo de las placas de desarrollo. Arduino tiene una notoria ventaja frente a otro tipo de entornos de programación y de micro controladores independientes, una de ellas es que no necesita ningún tipo de tarjeta de programación como pasa con los micro controladores, ya que la misma placa del arduino se conecta por el puerto serial a el computador usando un cable USB y se pueden cargar los programas totalmente en vivo permitiendo hacerle modificaciones durante el proceso de ser necesario sin riesgo de daño en la tarjeta ya que cuenta con protección adicional, esta herramienta cuenta con un lenguaje de programación bastante intuitivo, amigable de alto nivel llamado processing, pero esto no es limitado ya que puede programarse en cualquier tipo de lenguaje. (Saburido, 2014). La tabla 7. Nos muestra la comparativa entre las dos placas más populares de arduino con sus características fundamentales.
Características Arduino Uno Arduino Mega
Procesador ATmega 328p ATmega 2560
Velocidad de reloj 16 Mhz 16 Mhz
Puertos I/O 14 54
Memoria Flash 32k 256K
USB por software arduino
Voltaje de entrada 7-12Vdc 7-12Vdc
Voltaje de operación 5Vdc 5Vdc
UART 1 4 Tabla 7.Características del Arduino. 4.7.3. Campos de acción y aplicación El entorno de la placa arduino se encuentra inmerso en campos como la domótica, control de velocidad de motores, control de temperatura en procesos industriales. Algunas de las aplicaciones más llamativas y conocidas que han sido implementadas a través de este valioso entorno de programación son las siguientes:
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GarabatoBOT es un robot programado en el entorno arduino UNO que emula un espirógrafo que es capaz de plasmar figuras geométricas en un tablero o pizarra, se compone de una web cam, un micrófono, seis motores y un iris mecánico.
Maletín seguro: acoplado a la placa de arduino el cual se le adapta un módulo GPS, que se encarga de geo localizar la situación del maletín y comparar estas coordenadas geográficas con las preestablecidas para poder abrir el maletín.
µWAVE es un proyecto atípico desarrollado por un grupo de jóvenes aficionados a la electrónica que usaron un microondas tradicional, una Tablet y una placa de arduino para trasformar este electrodoméstico en un dispositivo inteligente que hace mucho más amena la estancia en la cocina.
MR-808 es una caja de percusión robótica implementadas con robots autómatas que emulan la caja de ritmos TR-808 con resultado sorprendente.
4.8. Tipos de display Los display son componentes electrónicos que tienen como función mostrar información, existen diversos tipos de display usados para aplicaciones que requieren información ya sea de temperatura, mensajes o incluso información de un producto como las aplicadas en el escáner de códigos de barra o las etiquetas electrónicas, a continuación en la siguiente tabla se hace una comparativa entre los componentes idóneos para ser usados en el desarrollo de este proyecto pero se elegirá el que cumpla con los criterios de menor consumo, campo visual que muestre más información y que se encuentre disponible en Colombia.
Características LCD QY- 2004A
Genera graficas Básicas No No Avanzadas
Aspecto físico mediana pequeño Muy pequeño Muy grande Tabla 8.Características de display
(Hobbytronics, 2013)
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De acuerdo a la tabla comparativa es evidente que el lcd QY- 2004A es el más indicado en cuanto a disponibilidad, consumo, capacidad de caracteres para que la información que estipula la ley sea mostrada adecuadamente, por lo tanto el LCD HD44780 y el LCD ADM0802A, quedan descartados pues cuentan con solo dos filas de las mínimo 4 que se requiere para poder cumplir con la pauta impuesta por la súper intendencia de industria y comercio. El LCD Sparkfun, aunque cumple con las dimensiones y número de filas necesarias para mostrar los datos requeridos por norma, cuenta con tres grandes desventajas las cuales son: 1. Mayor consumo energético casi del 50% más que el seleccionado. 2. Este display no cuenta con su comercialización en el país. 3. Tiene un costo aproximado de casi $130.000 contra $35.000 que cuesta el más idóneo QY-2004A. 4.9. Bases de datos y plataformas para crear interfaz Una base de datos es un paquete de información que se liga con determinados objetos y se encuentra organizada de tal forma que se pueda tener un mejor acceso de la misma, inicialmente las bases de datos eran llevadas en registros manuales por medio de fichas por tal razón existe una amplia variedad de fichas, pero con la modernización y avance tecnológico hoy en día es mediante servidores y computadores que acumulan la información la jerarquizan y organizan para tener un fácil acceso por medio de un sistema de gestión de base de datos es decir un software creado para ese fin. Entre los diversos software que existen se encuentran unos principalmente desarrollados para crear y gestionar bases de datos. 4.9.1. Oracle
Oracle es una plataforma de desarrollo muy potente para crear bases de datos por lo cual es posible que su capacidad desborde las necesidades, es usado para bases de datos tipo gubernamentales que requieren gran seguridad y capacidad de almacenamiento Es un producto vendido a nivel mundial, aunque la gran potencia que tiene y su elevado precio hace que sólo se vea en empresas muy grandes y multinacionales, generalmente.
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En el desarrollo de páginas web pasa lo mismo: como es un sistema muy caro no está tan extendido como otras bases de datos, por ejemplo, Access, MySQL, SQL Server.
Para su utilización primero sería necesario la instalación de la herramienta servidor (Oracle 8i) y posteriormente se puede desarrollar la base de datos desde otros equipos con herramientas de desarrollo como Oracle Designer y Oracle Developer, que son las herramientas básicas de programación sobre Oracle.
Para desarrollar en Oracle se utiliza PL/SQL un lenguaje de 5ª generación, bastante potente para tratar y gestionar la base de datos, también por norma general se suele utilizar SQL al crear un formulario. (desarrolloweb, 2014)
4.9.2. Microsoft Visual Studio
Es el editor de Microsoft para SQLServer el cual soporta lenguajes de programación como visual C++, Visual C#, ASP.NET y Visual Basic.NET. Puede crear aplicaciones que se intercomuniquen entre estaciones de trabajo, páginas web y dispositivos móviles pero tiene una gran restricción y es que solo está disponible para Windows bajo licencia. (Emprendedores, 2014) 4.9.3. Zend Studio
Es una herramienta que funciona como un editor para PHP ofreciendo soporte para navegación en base datos y ejecución de consultas SQL, con prestaciones como autocompletado, ayuda de código, resaltado de sintaxis, etc. Disponible para Mac, Linux y Windows. Es necesario tener una licencia para su utilización, además que es muy poco usada debido a que es hay otras plataformas más llamativas y con las mismas prestaciones que ofrece ésta plataforma. (Emprendedores, 2014)
4.9.4. Microsoft Office Access
Aunque las bases de datos Access, que empleaban lenguaje ASP, están es desuso, aún es posible encontrar páginas que lo emplean y se puede adquirir este software. Disponible para Windows siendo muy limitado ya que hoy en día se
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cuenta con gran variedad de sistemas operativos. Tiene limitaciones en el procesamiento de las búsquedas, tiene limitaciones para ser usada esta plataforma en ambientes corporativos debido a su poca estabilidad, es recomendada para base de datos pequeñas, si es necesaria una base de datos más robusta se recomienda usar MYSQL ya que es gratuita mientras que Access requiere licencia (ATOM, 2012) 4.9.5. MYSQL Workbench
Es una herramienta libre conocido a nivel mundial por ende tiene mucha documentación asesoría y tutoriales en internet para hacer uso de esta base de datos y no requiere de algún software específico para hacer uso de ella porque se puede trabajar incluso desde la consola de comando. Proporciona herramientas visuales para crear, ejecutar, y optimizar consultas SQL. El editor de SQL proporciona el color de resaltado de sintaxis, auto-completar, la reutilización de fragmentos de SQL, y el historial de ejecución de SQL. El panel de conexiones de base de datos permite a los desarrolladores para gestionar fácilmente las conexiones de base de datos estándar, incluyendo MySQL. El Examinador de objetos proporciona acceso instantáneo a esquema de base de datos y objetos. El lenguaje php es el más utilizado para este tipo de base de datos. (MYSQL, 2015)
4.9.5.1. Lenguaje PHP
Comparado con otros lenguajes no necesita un software para compilar el programa como otros lenguajes, y en caso de usar java o C es posible hacer un ejecutable, con este lenguaje no hay necesidad de hacer un ejecutable simplemente se corre en el navegador web, también por la portabilidad, es decir no es necesario estar en un solo computador donde se guarde toda la información de la base de datos y el programa, la ventaja de las aplicaciones de web son precisamente que no importa el computador donde se esté trabajando se puede hacer las modificaciones y gestión de todos los datos por medio de cualquier computador convencional con acceso a internet. Además php cuenta con la facilidad de conectarse por el puerto serial mediante una librería propia del lenguaje.
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4.9.6. Aplicaciones web vs Aplicaciones de escritorio Con los avances tecnológicos se ha visto una gran tendencia al uso de aplicaciones web ya que permiten la globalización, interacción y manejo de una tarea determinada desde cualquier lugar del mundo, a trav&