Clasificación Automática para Animales en Peligro de Extinción de Colombia Usando Redes Neuronales Convolucionales

The extinction of different types of animals is a problem that has been growing over the years, and that, consequently, has caused environmental problems, such as climate change. Genetic diversity (biodiversity) is essential for the development of all species and human beings depend on it in their daily lives. When biodiversity decreases, human life expectancy is reduced, not only from an ecological point of view, but also from a resource point of view, even to be able to have species that are adapted to an ecological niche. This research will expose a computer strategy that over time has achieved great results; convolutional neural networks is a process that has facilitated the monitoring of different kinds of animals in recent years, this, in order to facilitate the process of recognition and counting of animals, focused on agriculture and zoology. For this, an architecture in the field of convolutional neural networks (CNN) will be used, Alexnet, which has references with very high results. In addition, the mathematical programming software Matlab is used for the development of the neural network. Getting of this way a result of accuracy of validation of 97,52%, with the use of a dataset with 3026 images, in where, 80% are used for training and 20% for validation.La extinción de distintos tipos de animales es un problema que ha ido creciendo a lo largo de los años y que, en consecuencia, ha provocado problemas medioambientales, como el cambio climático. La diversidad genética (biodiversidad) es esencial para el desarrollo de todas las especies y los seres humanos dependen de ella en su vida cotidiana. Cuando la biodiversidad disminuye, la esperanza de vida del ser humano se reduce, no sólo desde el punto de vista ecológico, sino también desde el punto de vista de los recursos, incluso para poder tener especies adaptadas a un nicho ecológico. En esta investigación se expondrá una estrategia informática que a lo largo del tiempo ha logrado grandes resultados; las redes neuronales convolucionales es un proceso que ha facilitado el monitoreo de diferentes tipos de animales en los últimos años, esto, con el fin de facilitar el proceso de reconocimiento y conteo de animales, enfocado a la agricultura y la zoología. Para ello, se utilizará una arquitectura en el campo de las redes neuronales convolucionales (CNN), Alexnet, que tiene referencias con resultados muy elevados. Además, se utiliza el software de programación matemática Matlab para el desarrollo de la red neuronal. Obteniendo de esta forma un resultado de precisión de validación del 97,52%, con la utilización de un conjunto de datos con 3026 imágenes, en donde, el 80% se utilizan para el entrenamiento y el 20% para la validación

Medición de parámetros en líneas de transmisión con sistemas embebidos

Context: Transmission lines are structures constructed of uniform material arranged as an array of conductor or semiconductor pairs to guide electromagnetic waves carrying radio frequency energy between a transmitting device and a receiving device. Its importance in communications lies in the knowledge of its fundamental parameters, which requires specialised measurement equipment and laboratory instruments to make important decisions on the coupling of technologies in data transmission systems. Methodology: To do so, a hardware and software architecture is created and implemented using analogue inputs to measure attenuation and digital and timed interruptions to measure the delay between the incident and transmitted waves, whose data are used to calculate characteristic impedance, attenuation constant, phase constant, propagation speed, resistance, conductance, capacitance and inductance, by means of experimental equations. Four experiments are carried out using 305 meters of coaxial cable, checking the data obtained with the manufacturer's theoretical data and validating with measurements of specialised specialized electronic instrumentation equipment, such as the function generator and the digital oscilloscope, with the aim of finding out the error of the proposed tool designed compared to advanced instruments. Results: As a result, a device is built that calculates the basic parameters of a transmission line with an error between 3 % and 9 % in the measurements. Conclusions: The developed tool delivers results close to the theoretical values and when compared with electronic measurement instruments (digital oscilloscope and function generator), it measures the characteristic impedance accurately; it presents a percentage error of 3.7 % when measuring the phase constant; and finally, it presents a percentage error of less than 9 % when measuring the attenuation constant, delay, propagation speed, resistance, conductance, capacitance and inductance. This determines that the maximum error of the measurements is 8.98 %, demonstrating that the proposed device developed is suitable for measuring the parameters of transmission lines. Financing: University of Pamplona.Contexto: Las líneas de transmisión son estructuras construidas de material uniforme, dispuestas como un arreglo de pares de conductores o semiconductores, que guían las ondas electromagnéticas que transportan la energía de radiofrecuencia entre un dispositivo emisor y otro receptor. Su importancia en las comunicaciones radica en el conocimiento de sus parámetros fundamentales, para lo cual se requiere de equipos de medida especializados e instrumentos de laboratorio que proporcionen información para tomar decisiones de importancia en el acople de tecnologías en los sistemas de transmisión de datos. Objetivo: Explicar el funcionamiento de un sistema de medición de parámetros de líneas de transmisión como propuesta de bajo costo y automatizada para su caracterización, implementado mediante sistemas embebidos. Metodología: Para ello, se creó e implementó una arquitectura de hardware y software, con el uso de entradas análogas para medir tanto la atenuación e interrupciones digitales y temporizadas, como el retardo entre las ondas incidente y transmitida. Con estos datos se calculó la impedancia característica, constante de atenuación, constante de fase, velocidad de propagación, resistencia, conductancia, capacitancia e inductancia, mediante ecuaciones experimentales. Se realizaron cuatro experimentos utilizando 305 metros de cable coaxial; se comprobaron los datos obtenidos con los teóricos del fabricante, los cuales se validaron con medidas de equipos de instrumentación electrónica especializados, como el generador de funciones y el osciloscopio digital, con el objetivo de conocer el error de la herramienta diseñada frente a instrumentos avanzados. Resultados: Se construyó un dispositivo que calcula los parámetros básicos de una línea de transmisión con un error entre 3 % y 9 % en las mediciones. Conclusiones: La herramienta desarrollada entrega resultados cercanos a los valores teóricos y, al compararse con los instrumentos (osciloscopio digital y generador de funciones), mide de forma exacta la impedancia característica; presenta un error porcentual del 3,7 % cuando mide la constante de fase; y registra un error porcentual menor del 9 % cuando calcula constante de atenuación, retardo, velocidad de propagación, resistencia, conductancia, capacitancia e inductancia. Esto determina que el error máximo de las mediciones es 8,98 %, y así se demuestra que el dispositivo desarrollado es adecuado para la medición de los parámetros de las líneas de transmisión. Financiamiento: Universidad de Pamplona

Técnicas de Adquisición y Procesamiento de Señales Electrocardiográficas en la Detección de Arritmias Cardíacas

The development of ambulatory monitoring systems and its electrocardiographic (ECG) signal processing techniques has become an important field of investigation, due to its relevance in the early detection of cardiovascular diseases such as the arrhythmias. The current trend of this technology is oriented to the use of portable equipment and mobile devices such as Smartphones, which have been widely accepted due to the technical characteristics and common integration in daily life. A fundamental characteristic of these systems is their ability to reduce the most common types of noise by means of digital signal processing techniques.  Among the most used techniques are the adaptive filters and the Discrete Wavelet Transform (DWT) which have been successfully implemented in several studies. There are systems that integrate classification stages based on artificial intelligence, which increases the performance in the process of arrhythmias detection. These techniques are not only evaluated for their functionality but for their computational cost, since they will be used in real-time applications, and implemented in embedded systems. This paper shows a review of each of the stages in the construction of a standard ambulatory monitoring system, for the contextualization of the reader in this type of technology.El desarrollo de sistemas de  monitoreo  ambulatorio  y  sus  técnicas  de  procesamiento  de  la  señal  electrocardiográfica (ECG) se han convertido en un importante campo de investigación, debido a su relevancia en la detección temprana de enfermedades cardiovasculares, tales como arritmias. La tendencia actual de esta tecnología está orientada al uso de equipos portátiles y dispositivos móviles como los Smartphones, que han sido ampliamente aceptados debido a sus características técnicas y a su integración, cada vez más común, en la vida diaria. Una característica fundamental de estos sistemas es su capacidad de reducir los tipos más comunes de ruido mediante técnicas de procesamiento de señales digitales. Entre las técnicas más utilizadas se encuentran los filtros adaptativos y la Transformada Discreta Wavelet (DWT, por sus siglas en inglés), los cuales han sido implementados exitosamente en diversos estudios. Así mismo, se reportan sistemas que integran etapas de clasificación basadas en inteligencia artificial, con lo cual se aumenta el rendimiento en el proceso de detección de arritmias. En este sentido, estas técnicas no solo son evaluadas por su funcionalidad, sino por su costo computacional, debido a que deben ser utilizadas en aplicaciones en tiempo real, e implementadas en sistemas embebidos. Este documento presenta una revisión del estado del arte de cada una de las etapas en la construcción de un sistema de monitoreo ambulatorio estándar, para la contextualización del lector en este tipo de tecnologías

Simulación de un Sistema Fotovoltaico Aislado en Matlab/Simulink

The photovoltaic systems increase globally and the possibility of implementing this technology in Colombia is high because of its geography, therefore it is necessary to understand how it works to improve its design. An excellent tool to study and design photovoltaic systems is Matlab. This report paper presents a short description of the converter and inverter models, presents the results of a simulation in Simulink of isolated photovoltaic system designed at low power for loads with characteristics of 120 VRMS at 60 Hz used in Colombia.Los sistemas fotovoltaicos aumentan globalmente y la posibilidad de implementar esta tecnología en Colombia es alta debido a su geografía, por lo que es necesario comprender cómo funciona para mejorar su diseño. Una excelente herramienta para estudiar y diseñar sistemas fotovoltaicos es Matlab. Este informe presenta una breve descripción de los modelos de convertidores e inversores, presenta los resultados de una simulación en Simulink de un sistema fotovoltaico aislado diseñado a baja potencia para cargas con características de 120 VRMS a 60 Hz utilizados en Colombia

Simulation of isolated photovoltaic system in Matlab / Simulink

Los sistemas fotovoltaicos aumentan globalmente y la posibilidad de implementar esta tecnología en Colombia es alta debido a su geografía, por lo que es necesario comprender cómo funciona para mejorar su diseño. Una excelente herramienta para estudiar y diseñar sistemas fotovoltaicos es Matlab. Este informe presenta una breve descripción de los modelos de convertidores e inversores, presenta los resultados de una simulación en Simulink de un sistema fotovoltaico aislado diseñado a baja potencia para cargas con características de 120 VRMS a 60 Hz utilizados en Colombia.The photovoltaic systems increase globally and the possibility of implementing this technology in Colombia is high because of its geography, therefore it is necessary to understand how it works to improve its design. An excellent tool to study and design photovoltaic systems is Matlab. This report paper presents a short description of the converter and inverter models, presents the results of a simulation in Simulink of isolated photovoltaic system designed at low power for loads with characteristics of 120 VRMS at 60 Hz used in Colombia

A model for an interconnected photovoltaic system using an off-grid inverter as a reference node in island mode

This paper presents the results of a research work where an intentional connection is made in island mode, a low power isolated photovoltaic system (300W) is used as a reference for an interconnected photovoltaic system (1,270W). The objective is to configure an islanded system that does not require the main grid to generate the synchronization parameters for grid-tie inverters to operate. This work presents suitable building block models (converters, inverters and LCL filters) that can be used to design of a control scheme that can maintain performance parameters such as % THD and RMS level of the voltage in the load according to the IEEE-Std-1159-1995 standard. The control system is based on an intelligent controller using the technique of artificial neural networks, for the activation and deactivation of ballast loads to maintain the voltage level at 120VRMS and balance the active power produced by the interconnected system and the active power consumed by the load. In addition to the mentioned power-system performance parameters, the work focuses on evaluating response times of the intelligent controller to number of ballasts loads according to the power consumed by the load. The tests are made in scenarios of stability and variation in solar radiation, the power produced by the interconnected system and the power consumed by the load. The complete system can be configured with standard commercial devices which do not require advanced or complex operation techniques in inverters, converters and filters

Aplicación móvil Android para un sistema de domótica en un aula de clases de la Universidad Francisco de Paula Santander

En este trabajo el objetivo fue diseñar e implementar una aplicación móvil en Android que permita controlar por medio de comunicación bluetooth la temperatura, vídeo beam, encendido de luces y la puerta de una aula de clases. El procesador de información es una tarjeta Arduino Mega, que por medio de un módulo bluetooth HC-05 recibe datos de una aplicación en un dispositivo móvil con sistema operativo Android. La tarjeta Arduino utiliza las variables que envía el usuario desde la aplicación para controlar cada uno de los procesos antes mencionados. Este proyecto permite un acercamiento al desarrollo de aplicaciones en Android para mejorar el uso de las aulas de clases en sus procesos académicos, modernización y reducir el consumo de energía eléctric

Aplicación móvil Android para un sistema de domótica en un aula de clases de la Universidad Francisco de Paula Santander

En este trabajo el objetivo fue diseñar e implementar una aplicación móvil en Android que permita controlar por medio de comunicación bluetooth la temperatura, vídeo beam, encendido de luces y la puerta de una aula de clases. El procesador de información es una tarjeta Arduino Mega, que por medio de un módulo bluetooth HC-05 recibe datos de una aplicación en un dispositivo móvil con sistema operativo Android. La tarjeta Arduino utiliza las variables que envía el usuario desde la aplicación para controlar cada uno de los procesos antes mencionados. Este proyecto permite un acercamiento al desarrollo de aplicaciones en Android para mejorar el uso de las aulas de clases en sus procesos académicos, modernización y reducir el consumo de energía eléctric

Techniques of Acquisition and Processing of Electrocardiographic Signals in the Detection of Cardiac Arrhythmias

The development of ambulatory monitoring systems and its electrocardiographic (ECG) signal processing techniques has become an important field of investigation, due to its relevance in the early detection of cardiovascular diseases such as the arrhythmias. The current trend of this technology is oriented to the use of portable equipment and mobile devices such as Smartphones, which have been widely accepted due to the technical characteristics and common integration in daily life. A fundamental characteristic of these systems is their ability to reduce the most common types of noise by means of digital signal processing techniques.  Among the most used techniques are the adaptive filters and the Discrete Wavelet Transform (DWT) which have been successfully implemented in several studies. There are systems that integrate classification stages based on artificial intelligence, which increases the performance in the process of arrhythmias detection. These techniques are not only evaluated for their functionality but for their computational cost, since they will be used in real-time applications, and implemented in embedded systems. This paper shows a review of each of the stages in the construction of a standard ambulatory monitoring system, for the contextualization of the reader in this type of technology