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2022
Ab
st
r
a
ct
Curing the tobacco leaves is a d
r
ying p
r
ocess unde
r
cont
r
olled conditions t
o
make
the tobacco plant leaves keep its biological activity as long as possible in o
r
der to
obtain a top-quality p
r
oduct. The cont
r
olled cu
r
ing consists in the use o
f
a
n
auto-
mated system allo
w
ing the ope
r
ato
r
s to establish a steady envi
r
onment inside the
tobacco barn rega
r
ding the th
r
ee
w
eathe
r
f
acto
r
s
w
hich have a g
r
eate
r
impact on the
curing process: tempe
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e,
r
elative humidity and ai
r
f
lo
w
inside the tobacc
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barn.
S
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I
oT
Monito
r
eo
Cont
r
ol
r
emoto
A
r
duino
El curado de las hojas de tabaco es un p
r
oceso de secado en condiciones cont
r
olada
s
para que las h
o
jas de las plantas mantengan el mayo
r
tiempo posible su actividad
biológica, a
f
in de consegui
r
un p
r
oducto de alta calidad. La cu
r
a cont
r
olada con
s
i
s
te
en emplear un
s
istema automatizado que pe
r
mita a los ope
r
ado
r
es establece
r
un am-
biente dentro de la casa estable con
r
especto a los t
r
es
f
acto
r
es climáticos que mayor
el
f
lujo de aire dent
r
o de la casa. La calidad del p
r
oducto
f
inal depende, en última
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r
ocedimientos de monito
r
eo y cont
r
ol que se eje
r
cen sob
r
e e
s
to
s
factores. La mayo
r
ía de las casas de cu
r
ado existentes
r
equie
r
en la p
r
esencia de un
operador a tiempo completo en sitio. Se puede tene
r
in
f
o
r
mación de las variable
s
del proceso en tiempo
r
eal, mediante inst
r
umentos de mediciones, pe
r
o no de forma
remota.
S
e propone un sistema que emplea las tecnologías del
I
oT pa
r
a el monitoreo
y control de lo
s
pa
r
ámet
r
os medioambientales en el volumen de la casa de curado.
Con el empleo de
I
oT es posible p
r
opo
r
ciona
r
a la casa de cu
r
ado la inteligencia
su
f
iciente para mantene
r
el ciclo de secado en los pa
r
ámet
r
os óptimos, estudiar la
distribución volumét
r
ica de los pa
r
ámet
r
os mencionados y noti
f
ica
r
a los o
p
erado-
res de cualquie
r
va
r
iación de estos, pa
r
a
f
acilita
r
la toma de acciones p
r
eventiva
s
o
correctivas temp
r
anas que sean necesa
r
ias.
Raspbe
rr
y
P
i
in
f
luencia ejercen en el p
r
oceso de cu
r
ado: la tempe
r
atu
r
a, la humedad
r
elativa y
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t
r
odu
cc
i
ón
ite
r
ativa hasta log
r
a
r
los objetivos p
r
opuestos. Se
r
ea-
a la p
r
ime
r
a etapa de diseño que se
f
ue complementan-
do con sucesivas ite
r
aciones
r
et
r
oalimentadas po
r
la
s
p
r
uebas en una maqueta const
r
uidas a ese
f
in. Po
r
últi-
mo, se depu
r
a la integ
r
ación del software y la platafor-
ma de gestión
w
eb con el hardware disponible que e
s
tá
compuesto po
r
las placas de
Ar
duino, un o
r
denado
r
de
placa simple Raspbe
rr
y Pi y los senso
r
es.
p
r
oceso de cu
r
ad
o
, las hojas se introducen en cáma
r
as
(
casas
)
donde se controla la humedad y la tempe
r
a
-
tu
r
a du
r
ante un periodo determinado.
D
el monito
r
eo
y cont
r
ol p
r
eciso del proceso, depende la cali
d
ad del
p
r
oducto
f
inal.
T
r
adicionalmente, la información de tempe
r
atu
r
a
y humedad
r
elativa de la casa de curado se reduce a un
valo
r
medido co
n
instrumentos en un único punto den
-
in
f
o
r
mación acerca de la distribución volumétrica de
tempe
r
atu
r
a y humedad relativa en su interior. En este
s
entido se inse
r
ta el trabajo desarrollado, al propone
r
un sistema automatizado para monitorear y cont
r
ola
r
el compo
r
tamiento de estas dos variables medioam
-
bientales dent
r
o de una casa de curado controla
d
o.
En la p
r
opuesta se emplean las tecnologías y con
-
ceptos del
I
nte
r
net de las Cosas (IoT, siglas del té
r
mino
en inglés,
I
nternet of
T
hings) (IT
U
, 2012). La solución
s
e basa en el empleo de hardware y software lib
r
e pa
r
a
cada uno de los componentes del sistema, como son las
placas de desa
rr
ollo libre
A
rduino, ordenadores
d
e pla
-
ca simple Raspberry
P
i, protocolos de comunicación
abie
r
tos y una plataforma de monitorización de desa
-
rr
ollo p
r
opio.
P
a
r
a probar y validar las funcionalidades
del sistema se c
o
nfecciona una maqueta a escala del
e
s
cena
r
io
r
eal de despliegue.
La con
f
ección del tabaco comercial cuenta conlizó un estudio sob
r
e la teo
r
ía del p
r
oceso de moni-
va
r
ios pasos: el cultivo, el curado, la fermentación,
to
r
ización y cont
r
ol du
r
ante el cu
r
ado de las hojas de
e
s
cogida y clasi
f
icación de las hojas, entre otros. En el
tabaco y el estado del a
r
te en la mate
r
ia. Luego se pa
s
ó
t
r
o del g
r
an volumen de la casa, esto no permite tene
r
R
e
s
u
l
t
a
do
s
y
d
i
sc
u
s
i
ón
El paso p
r
elimina
r
constituye
r
ealiza
r
un análi
s
i
s
de las di
f
e
r
entes va
r
iables que componen el p
r
oceso de
cu
r
ado de las hojas de tabaco. Con la est
r
uctu
r
a inte
r
na
de una casa de cu
r
ado, se diseña un sistema capaz de
medi
r
y acciona
r
sob
r
e las va
r
iables medioambientale
s
pa
r
a mantene
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estable el p
r
oceso de cu
r
ado.
D
icho pro-
ceso de diseño se explica a continuación.
E
st
r
u
ct
u
r
a
d
e
la
s c
a
s
a
s
d
e
c
u
r
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do
Las casas de cu
r
ado existentes son dive
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sas, p
u
e-
den se
r
t
r
adicionales o indust
r
iales, no
r
malmente de
f
ab
r
icantes establecidos. Todas ellas compa
r
ten una
est
r
uctu
r
a simila
r
consistente en un pasillo cent
r
al al
que acompañan, a ambos lados de
f
o
r
ma longitudi
n
al,
una se
r
ie de cubículos o cáma
r
as llamados “aposen-
tos” en los que se colocan los cujes con las hojas de
tabaco en va
r
ios niveles, du
r
ante el pe
r
iodo que dura
el p
r
oceso de cu
r
ado. La est
r
uctu
r
a típica de una ca
s
a
S
e emplea
r
on los métodos cientí
f
icos de obse
r
va
-
de cu
r
ado cont
r
olado puede ap
r
ecia
r
se en las
f
igu
r
a
s
1
ción y expe
r
imentación que realizan una intervencióny 2
(
ambas de elabo
r
ación p
r
opia
)
.
I
oT
Monito
r
ing
Remote Cont
r
ol
A
r
duino
cedures on these facto
r
s. Most o
f
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r
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-
o
r
iented tobacco ba
r
ns
r
equire
presence of a full-time ope
r
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r
in situ.
I
n
f
o
r
mation on the
f
acto
r
s included in the
process can be gathe
r
ed in
r
eal time by using measu
r
ement inst
r
uments, but not
r
e-
motely.
A
system using
I
oT technologies is p
r
oposed
f
o
r
monito
r
ing and cont
r
olling
environmental paramete
r
s ac
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oss the cu
r
ing
-
o
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iented tobacco ba
r
ns. By using
I
oT,
the above-mentioned pa
r
amete
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s and noti
f
y ope
r
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s o
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any va
r
iation to
f
acilitate
early preventive or co
rr
ective action taking as may be needed.
K
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y
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r
d
s
The quality of the
f
inal p
r
oduct ultimately depends on monito
r
ing and cont
r
ol p
r
o-
Raspbe
rr
y
P
iit is possible to equip the cu
r
ing
-
o
r
iented tobacco ba
r
ns
w
ith enough intelligence to
Tobacco Cu
r
ing
keep the drying cycle at thei
r
optimum pa
r
amete
r
s, study the volume dist
r
ibution of
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B
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sc
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R
o
j
a
s
11
o doce aposentos para el almacenamiento de las ho
-
jas de tabaco
.
En cualquier caso, el sistema p
r
opuesto
puede adaptarse, como se verá a continuación a cual
-
quie
r
disposición estructural posible de casa de cu
r
a
-
do. Ap
r
oximadamente en cualquiera de los casos, los
21
m
0,67
m
6,2
m
2
m
1
m
3
m
0,46
m
8,2
m
F
i
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r
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p
r
ácticamente, pueden encontrarse tambié
n
de ocho
La
r
ep
r
e
s
entación de las
f
iguras anterio
r
es co
rr
es
-
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r
a
do
c
on
t
r
o
la
do
d
e
l
ponde a una casa de curado de diez aposentos, aunque,
t
a
b
a
c
o
El p
r
oceso de cu
r
ado del tabaco consta de t
r
e
s
fa-
ses que son:
El ama
r
illamiento.
El cu
r
ado del limbo.
El secado de paños y venas.
Cada una de estas
f
ases tiene una du
r
ació
n
e
s
ta-
aposentos tienen unas dimensiones cercana
s
a las que
blecida y unos
r
angos de tempe
r
atu
r
a y humedad que
se muest
r
an en detalle en la
f
igura 3, de elabo
r
ación
deben ga
r
antiza
r
se est
r
ictamente du
r
ante todo el pro-
p
r
opia. El aposento constituye el objeto sob
r
e el que
ceso con el objetivo de log
r
a
r
la hoja de tabaco con
se despliegan los sensores del sistema en distintas con
-
la que se
f
ab
r
ican los mejo
r
es pu
r
os del mundo: lo
s
f
igu
r
aciones posibles, con el objetivo de recopila
r
la
habanos cubanos. La
f
igu
r
a 4, de elabo
r
ación propia,
dist
r
ibución
d
e temperatura y humedad del volumen
muest
r
a las
f
ases del p
r
oceso de cu
r
ado y los
r
ango
s
de hojas de tabaco almacenado durante el p
r
oceso de
de tempe
r
atu
r
a y humedad establecidos pa
r
a cada una
cu
r
ado.de estas.
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SS
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ado controlado posibilita regular las condi
-
despliegue y
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ecogida de los senso
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r
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s
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ciones ambien
t
ales en cada fase con el consiguiente
de cu
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ado.
inc
r
emento de la calidad de la hoja. Es posible dupli
-
Pa
r
a el p
r
oceso de cu
r
ado cont
r
olado del tabac
o
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ca
r
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r
iplica
r
los porcentajes de “capas” de expo
r
ta
-
necesita pode
r
medi
r
tempe
r
atu
r
a en el
r
ango de 3
0
℃
ción
c
uando
se comp
a
ra esta técnica
c
on
la del
c
u
r
ado
a 36
℃
y humedad
r
elativa desde 65
%
a 92
%
. Teniendo
t
r
adicional.
en cuenta estos
r
equisitos, se
r
ealiza una ponde
r
ación
de nueve senso
r
es de tempe
r
atu
r
a y humedad
r
elativa
existentes en el me
r
cado inte
r
nacional, de ellos se elige
El módulo elemental del sistema es el ap
o
sento,
el PFMini72
(
Baloi
r
a y Biosca, 2020
)
.
donde se almacenan las hojas de tabaco, y donde se
El PFMini72 es una sonda de ai
r
e
-
gas de g
r
ado in-
r
equie
r
e dist
r
ibuir los sensores para la toma de las
dust
r
ial la cual cuenta con p
r
otección cont
r
a el ing
r
e
s
o
lectu
r
as de temperatura y humedad relativas. En cada
de polvo y cho
rr
os de agua de g
r
an caudal. El sen
s
or
aposento se de
f
inen tres capas horizontales: una baja,
cuenta con dos tipos de conexiones eléct
r
icas de la
s
una media y una alta. En cada una de estas se pueden
cuales se
r
ecomienda el cable de salida de cuat
r
o hilo
s
,
dispone
r
los sensores en una de tres posibles con
f
i
-
dos pa
r
a la alimentación y dos salidas de voltaje analó-
gu
r
aciones, como muestra la
f
igua 5, de elab
or
ación
gico
(
humedad
r
elativa y tempe
r
atu
r
a, de 0 a 1
V
cada
p
r
opia.
una
)
(I
nst
r
uma
r
t, 2021
)
. La est
r
uctu
r
a de ag
r
egación
de senso
r
es pa
r
a una casa de cu
r
ado típica de diez apo-
sentos se muest
r
a en la
f
igu
r
a 6, de elabo
r
ación p
r
opia.
Di
s
e
ñ
o
d
e
l
N
o
d
o
S
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n
s
o
r
En la
r
ecomendación de la
UI
T
-
T
Y
.4105 se de
f
ine
un
N
odo Senso
r
(
en lo adelante
N
S
)
como un dispo
s
i-
tivo compuesto de senso
r(
es
)
y opcionalmente de ac-
cionado
r(
es
)
con capacidades de p
r
ocesamiento de lo
s
datos detectados e inte
r
conexión
(I
T
U
, 2010
)
.
Pa
r
a
r
ealiza
r
dicha
f
unción se emplea la placa de
desa
rr
ollo lib
r
e
Ar
duino
1
. Estas placas tienen la capa-
cidad de se
r
r
ep
r
og
r
amadas cada vez que se necesite o
se
r
equie
r
a actualiza
r
alguna
f
uncionalidad. La placa
de desa
rr
ollo que p
r
esenta mayo
r
cantidad de entra-
Todos los sensores de cada una de las cáma
r
as
tienen que se
r
agregados por el sistema.
P
ara ello
s
e
r
ealiza una distribución de cableado desde el te
-
cho de la casa de curado. Los cables suspe
n
didos
con los senso
r
es adosados en las puntas, sob
r
e los
cujes sopo
r
tan los mazos de hojas de tabaco, p
r
opo
r-
1
P
l
a
c
a
d
e
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/
S
(
E
n
tr
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S
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t
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d
e
-
cionando una e
s
tructura
f
lexible que permite el
f
ácil
s
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Di
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B
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sc
a
R
o
j
a
s
1
3
cas. Con cuat
r
o módulos 74
H
C4067 se pueden aten-
de
r
sesenta y cuat
r
o señales con solo cuat
r
o entrada
s
analógicas y dieciséis digitales, ve
r
la
f
igu
r
a 7. La
s
r
estantes seis señales analógicas pueden se
r
atendida
s
di
r
ectamente po
r
la placa
Ar
duino Mega 2560.
El senso
r
de tempe
r
atu
r
a y humedad
r
elativa,
das analógicas es la de
A
rduino Mega 2560
(Ar
duino
PFMini72,
ent
r
ega
un
valo
r
de
0
V
a 1
V
p
r
o
porcional
Online
S
hop, 2021). Cada sensor requiere dos ent
r
adas
al valo
r
medido. Los conve
r
so
r
es de señal an
a
l
ó
gica a
analógicas, e
s
to equivale a un total de ciento cua
r
en
-
digital
(AD
C,
siglas
del
té
r
mino
en
inglés,
Analog-to-
ta. Lo ante
r
ior implica la utilización de nueve placas
D
igital
Converter
)
inte
r
nos
de
las
placas
Ar
duino
tie-
A
r
duino de este modelo, hecho que impond
r
ía un cos
-
nen
una
r
es
o
lución de
10 bits.
Esto
r
ep
r
esenta la
cuan-
to adicional innecesario.
P
ara abaratar los costos se
ti
f
icación de un voltaje analógico de 0
V
a 5
V
en 1024
debe implementar multiplexación.niveles. Si se emplean los senso
r
es di
r
ectamente en la
P
a
r
a am
p
liar la cantidad de entradas a la placaplaca
Ar
duino Mega se pie
r
de p
r
ecisión y
r
esolución.
A
r
duino existe un dispositivo muy empleado en elPa
r
a a
rr
egla
r
esto, las placas
Ar
duino pe
r
miten la adi-
me
r
cado, el módulo 74
H
C4067 (
f
igura 7). Este es unción de un voltaje de
r
e
f
e
r
encia pa
r
a los
AD
C: el pin
multiplexo
r
/demultiplexor de dieciséis canales analó
-Ar
e
f
. Esta
f
uncionalidad se activa a t
r
avés del coman-
gicos, el cual se alimenta con 5
V
y una cor
r
iente dedo “
A
nalogRe
f
e
r
ence
(
E
X
TER
NA
L
)
” en la con
f
igura-
50mA máximo (
N
experia, 2015).ción de las placas
Ar
duino, lo que pe
r
miti
r
á mantener
Al utilizar nueve módulos 74
H
C4067 se log
r
anla
r
esolución de 10 bits
(
1024 niveles
)
al cuanti
f
icar el
r
ealiza
r
las ciento cuarenta lecturas con una placa
r
ango de 0
V
a 1
V
.
A
r
duino Mega 2560. Este último emplearía nueve
C
apacidad de
C
onec
t
ividad
ent
r
adas analógicas y treinta y seis entradas digitales.Pa
r
a que la placa
Ar
duino Mega 2560 se compor-
P
a
r
a un mejor empleo y distribución dentro
d
e la casate como
N
S necesita posee
r
capacidades de i
n
terco-
de cu
r
ado, se sugiere dividirla en dos secciones y quenexión.
N
o se conoce la in
f
luencia que pod
r
ía tener
sean atendidas por una placa
A
rduino Mega inde
-
la emisión de ondas elect
r
omagnéticas en el i
n
terior
pendiente. Cada placa
A
rduino atiende treinta y cincode la casa de cu
r
ado, po
r
esta
r
azón se p
r
e
f
ie
r
e la va-
senso
r
es, lo que representa setenta señales analógi
-r
iante de comunicación cableada a t
r
avés del módulo
F
i
g
u
r
a
6
.
A
g
r
e
g
a
c
i
ó
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s
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1
4
Ca
r
ga de pa
r
ámetros iniciales.
Conexión a la red Ethernet.
Conexión con el servidor M
Q
TT (Banks et al.,
2019
)
.
Medición de la temperatura y la humedad.
P
ublicación
d
e los datos de las mediciones.
Ethernet Shield
2
,
en vez de una variante de comunica
-
En la ca
r
ga de los pa
r
ámet
r
os iniciales se deben
ción inalámb
r
ica
.
inclui
r
los siguientes datos:
Co
n
f
ig
u
ració
n
d
e la Placa
A
r
du
i
n
o Meg
a
paraLib
r
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r
.
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Con
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igu
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ación de la di
r
ección
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P estática.
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igu
r
ación de las placas
A
rduino se
r
ea
-D
atos del se
r
vido
r
M
Q
TT:
D
i
r
ección
I
P, pue
r
to,
liza con el software o
f
icial del fabricante. El diag
r
a
-
canal
(
tópico
)
de subsc
r
ición.
ma de
f
lujo co
rr
espondiente se observa en la
f
igu
r
a 8,
D
atos de los senso
r
es: Cómo y dónde están
de elabo
r
ación
p
ropia. Este se divide en cinco pasosconectados.
f
undamentales:
O
t
r
as va
r
iables globales.
Di
s
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P
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c
e
Con la co
rr
ecta con
f
igu
r
ación de los
N
S, se adquie-
r
en los valo
r
es de las mediciones y son enviados hacia
un se
r
vido
r
. Las capacidades limitadas del
N
S impi
d
en
que se ejecuten algo
r
itmos de segu
r
idad complica
d
o
s
en el mismo, po
r
lo que se vuelve vulne
r
able a ataq
u
e
s
desde
I
nte
r
net. Po
r
esta
r
azón, se utiliza un inte
r
me-
2
M
ó
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e la instalación donde se ubican los
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odo
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medio
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M
N
, siglas del té
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s
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ó
r
i
c
a
d
e
100
m
.
en inglés,
M
iddle Node
)
se compo
r
ta como una puerta
de enlace o pasa
r
ela. El
MN
se implementa en una placa
Raspbe
rr
y Pi
3
en sus modelo
s
3B+ o 4B. Estos cumplen to-
dos los
r
equisitos necesario
s
pa
r
a el p
r
oyecto, tanto de
conectividad como de pro-
cesamiento. Ent
r
e las
f
uncio-
nalidades más impo
r
tante
s
a
emplea
r
se encuent
r
an:
Co
r
ta
f
uegos.
Cont
r
ol de los
N
S que
inte
r
actúan con él e in
f
o
r
mar
su estado a la plata
f
o
r
ma.
A
dición de estampa de
tiempo a los mensajes hacia
la plata
f
o
r
ma.
U
tilización de TLS para
la comunicación segu
r
a por
M
Q
TT hacia la plata
f
o
r
ma.
C
on
f
iguración de la Placa
R
aspberry Pi co
m
o M
N
Los módulos
Ar
duino
emiten los
r
esultados de la
s
3
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p
r
e
t
a
t
i
v
o
.
lib
r
e Debian para placas Raspberry
P
i. El M
N
está
mediciones hacia la placa Raspberry
P
i, la cual los pu
-
la nube. Lo que
f
acilita
r
ealiza
r
compa
r
aciones si en al-
blica en la plataforma donde son guardado
s
y p
r
oce
-
gún momento se inte
rr
umpe la conexión hacia
I
nternet.
sados. El MN separa el
f
lujo de información local delPa
r
a la con
f
igu
r
ación del co
r
ta
f
uegos se emplea
que t
r
ansita por Internet.una he
rr
amienta nativa del sistema: iptables
4
. El pro-
P
a
r
a la con
f
iguración se empleará el Sistemacesamiento del M
N
se
r
ealiza empleando un p
r
ograma
Ope
r
ativo Raspbian, que es una adaptación del softwareesc
r
ito en Python
5
.
compuesto por un servidor M
Q
TT y dos clientes. El
P
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fo
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ime
r
o se conecta al servidor local para la inte
r
ac
-
El último elemento del ecosistema de
I
oT e
s
la
ción con los
NS
, el otro, con el servidor incl
u
ido en laplata
f
o
r
ma en la nube donde se almacena
r
án y proce-
plata
f
o
r
ma. El servidor elegido es Mosquitto, po
r
susa
r
án los datos enviados po
r
la placa Raspbe
rr
y Pi.
A
l
f
acilidad en la instalación y puesta en marcha, ademásigual que en el
N
odo
I
nte
r
medio, la plata
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ma ba
s
a
de se
r
de código abierto.su
f
uncionamiento en el lenguaje de p
r
og
r
amación
En el diagrama de
f
lujo de la
f
igura 9, de elabo
r
a
-
Python. Pa
r
a su implementación se elige como
S
i
s
tema
ción p
r
opia, se muestra el funcionamiento de la placa
O
pe
r
ativo
U
buntu, en su última ve
r
sión estable con
s
o-
Raspbe
rr
y
P
i como puente o puerta de enlace ent
r
epo
r
te a la
r
go plazo del tipo se
r
vido
r
, la 20.04 LT
S
. E
s
te
los módulos Arduino y la plataforma en la nube. En laes lib
r
e y de código abie
r
to, p
r
esenta una g
r
an comuni-
con
f
igu
r
ación de la placa Raspberry
P
i se puede
r
eali
-
dad de desa
rr
ollo y aplicaciones de todo tipo.
za
r
una copia de seguridad de los datos enviados hacia
C
ri
t
erios a e
m
plear en la seguridad de la
in
f
or
m
ación
En la actualidad,
s
obre
todo en lo
r
e
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r
ente a lo
s
s
i
s
-
te. Se opta como est
r
ategia
de segu
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idad in
f
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r
mática la
de
f
ensa en p
r
o
f
undidad. E
s
ta
se basa en no depende
r
de un
único mecanismo de
s
eguri-
dad, independientemente de
cuan
f
ue
r
te pa
r
ezca
(
Pérez,
2019
)
.
sentan di
f
e
r
entes nivele
s
para
ga
r
antiza
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la segu
r
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Tabla 1).
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dados en la
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k
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Inicio
temas de
I
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r
idad de
Inicializar
servidor
Mosquitto
¿Hay
conexión
con
la
plataforma?
Sí
Esperar
En este sentido
s
e pre-
mensajes
con
los
datos
de
los
Arduinos
No
Se enc
r
iptan los dato
s
de
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de
Sí
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Inicializar
cliente
MQTT
local
y
externo
¿Los
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están
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Sí
No
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f
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mación es importan-
No
que se t
r
ansmiten hasta que
AñadirEnviar
alarma
datos de la plata
f
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r
ma.
estampa
de¿Hay
mensaje?a
la
tiempoplataforma
Enviar
datos
a
la
plataforma
F
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La comunicación, ya sea de un dispo
s
itivo
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Ra
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pberry
P
i) o usua
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io, se encuent
r
a bajo p
r
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de encriptamiento pa
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la con
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iabili
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ad de
la información que se t
r
ansmite. Las Redes
Pr
ivada
s
V
irtuale
s
(V
P
N, siglas del té
r
mino en inglés, Vi
r
tual
Private Netwo
r
ks
) son de uso obligatorio en los dis
-
positivos ya que estos generan los datos, los cuales
pueden se
r
alte
r
ados por un atacante en la ida hacia el
s
e
r
vido
r
(
ve
r
Nivel 1 de la Tabla 1).
P
a
r
a su implementación se emplea el prog
r
ama
OpenV
P
N, de código abierto, tanto en el cliente como
en el se
r
vido
r
. En el segundo nivel se de
f
ine el p
r
o
-
tocolo que se emplea para la transmisión de la in
f
o
r-
mación ent
r
e la plataforma y los dispositivos/usua
r
ios,
MQTT
S
/HTT
PS
, respectivamente, ambos emplean
métodos de ci
fr
ado de los datos.
El te
r
ce
r
nivel es para los usuarios, estos solo po
-
d
r
án visualiza
r
la información relacionada con el p
r
o
-
ceso de monito
r
eo que les corresponda. El cuart
o
nivel
limita el acceso a la base de datos. El servidor se
r
á la
única entidad con este privilegio.
S
e emplea el algo
r
it
-
mo
P
BKD
F
2 junto con la función hash
SHA
2
5
6 pa
r
a
la autenticación.
Adicionalmente, en el servidor se implementa
un co
r
ta
f
uegos para evitar la exposición a Inte
r
net de
pue
r
tos vulne
r
ables o abiertos innecesariamente. Solo
s
e aceptan las conexiones a través de los puertos p
r
eci
-
so
s pa
r
a la implementación de la plataforma. Esta
f
un
-
ción se
r
ealiza con la herramienta iptables.
Carac
t
erís
t
icas
d
e la
p
lataforma
d
esarrollada
La plata
f
o
r
ma en cuestión es desarrollada a la
medida de las necesidades del personal de operación,
su
pe
r
visión e investigación del sistema del tabaco.
Almacena en una base de datos los valores provenien
-
tes de todos los sensores de humedad y tempe
r
atu
r
a
N
iv
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D
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s
po
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t
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P
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)
(
SSL
/
TLS
)
2
M
Q
TTS
H
TTPS
(
SSL
/
TLS
)
Ges
t
ión de usuarios
:
Pe
r
mite el
r
egist
r
o de nue-
vos usua
r
ios, la edición de su pe
r
f
il, el cambio de con-
t
r
aseña y un mecanismo de
r
ecupe
r
ación de esta en
caso de olvido.
C
on
f
iguración del proceso de
m
oni
t
oreo
:
Lo
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3V
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r
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r
un nuevo p
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B
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D
a
t
o
s
de monito
r
eo, se pueden indica
r
las
f
echas de comien-
zo y culminación de cada etapa, donde se p
r
oduci
r
á el
T
a
b
la
1
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del p
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valo
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caciones de ale
r
tas inmediatas si los valo
r
es de tem-
pe
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a o humedad se están ace
r
cando a los umb
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ijados.
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r
a de los valo
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como po
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ecto.
Moni
t
oreo del proceso
:
U
n usua
r
io auto
r
izado
pod
r
á accede
r
a la vista de la evolución de los val
o
re
s
de tempe
r
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r
a y humedad de dete
r
minada instalación
en tiempo
r
eal e histó
r
ico.
V
isualización de aler
t
as/alar
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as ocurrid
as
:
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r
izados, ya sean
s
u-
pe
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r
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án accede
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al ar-
chivo histó
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o
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Los administ
r
adore
s
cuentan con un módulo integ
r
ado pa
r
a la gestión de to-
dos los dispositivos, senso
r
es y se
r
vicios. Esto posibi-
lita el mantenimiento y cont
r
ol del estado del sistema.
D
e igual
f
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ma, cuenta con la gene
r
ación de ala
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r
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vido
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El diag
r
ama en bloques del sistema p
r
opuest
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puede ap
r
ecia
r
en la
f
igu
r
a 10, de elabo
r
ación p
r
opia.
Como se obse
r
va, los nodos senso
r
es constituidos por
las dos placas
Ar
duino Mega, cada una con todos
s
u
s
senso
r
es asociados, se conectan vía Ethernet a la puer-
ta de enlace, o nodo inte
r
medio, el cual está consti-
tuido po
r
la placa Raspbe
rr
y Pi. El nodo inte
r
medio
se
r
á el enca
r
gado de sostene
r
la comunicación M
Q
TT
ent
r
e los
N
S y la plata
f
o
r
ma en la nube, pa
r
a la lectura
y almacenamiento de todos los valo
r
es de tempe
r
atura
y humedad, a la
r
azón de actualización que se
f
ije
p
or
desplegados en las casas monitorizadas. Esta p
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esenta
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dicha plataforma pod
r
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-
cede
r
se desde cualquier dispositivo,
f
ijo o móvil, me
-
diante un navegador
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eb para la realización
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e labo
r
es
de administ
r
ación o supervisión.
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a
r
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-
queta a escala. Esta representa la mitad de u
n
a casa de
cu
r
ado a una escala de 4 cm por metro.
S
e a
r
ma
r
on
dos cáma
r
as cada una con dos sensores, de
s
plegados
en dos capas. Estos serán atendidos por una placaMediante el empleo de la simulación en M
A
TL
A
B,
A
r
duino Mega 2560, quien envía los datos hacia unase puede asumi
r
la adquisición de los datos p
r
ovenien-
placa Raspbe
r
ry
P
i 3 Modelo B+. El esquema lógicotes de los senso
r
es de una casa de cu
r
ado de diez apo-
de conectividad de la maqueta se puede aprecia
r
en lasentos, totalmente equipada, con el objetivo de mo
s
trar
f
igu
r
a 11, de elaboración propia.la potencialidad que puede b
r
inda
r
un sistema como
Pr
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b
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dqu
isició
n
d
e
d
atoseste en el estudio de las va
r
iaciones de tempe
r
atura y
La p
r
ueba de funcionamiento en maq
u
eta con
-
humedad en todo el volumen de una casa de cu
r
ado.
sistió en la medición, de forma ininterrumpida deEl objetivo de un sistema como el p
r
opuesto
s
ería,
los pa
r
ámet
ro
s medioambientales de tempe
r
atu
r
a yen p
r
ime
r
a instancia, p
r
ovee
r
una he
rr
amienta para el
humedad
r
elativa por un periodo de treinta días. Laestudio de las dist
r
ibuciones de dichos pa
r
ámetro
s
en
plata
f
o
r
ma permite visualizar los valores en “tiempoel inte
r
io
r
de las casas de cu
r
ado, buscando p
r
oponer
r
eal” mediante grá
f
icos amigables. En la
f
igu
r
a 12,las modi
f
icaciones est
r
uctu
r
ales que pe
r
mitan obtener
de elabo
r
ació
n
propia, se muestra un ejem
p
lo de talla mayo
r
uni
f
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r
midad en los mismos y po
r
tanto una
visualización.calidad óptima en la hoja de tabaco
f
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r
adosse obse
r
van á
r
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r
andes de mayo
r
tempe
r
atura,
arti
f
icialmente, ya que no se dispone de un despliegueindicando la ce
r
canía de estos aposentos al elemento
completo en una casa de curado real, la plata
f
o
r
macale
f
acto
r
p
r
incipal de la casa de cu
r
ado, ubicado en la
pod
r
ía o
fr
ece
r
visualizaciones como la mostrada en lazona cent
r
al de la misma, al
f
ondo.
f
igu
r
a 13, de elaboración propia.Este tipo de g
r
á
f
icos se puede obtene
r
inte
r
polando
En la
f
igu
r
a
1
3 se aprecia la distribución de tem
-
la in
f
o
r
mación de las lectu
r
as de tempe
r
atu
r
a de lo
s
pe
r
atu
r
a simulada, para la capa inferior de cada uno desenso
r
es disponibles po
r
capa. La misma co
rr
esponde-
los diez aposento
s
de una casa de curado. El código de
r
á más
f
idedignamente a la
r
ealidad en la medida que
colo
r
empleado sugiere el azul como las temperatu
r
asse inco
r
po
r
en más senso
r
es po
r
capa en el despliegue.
más bajas y el naranja como las más altas. Los late
r
alesEn el caso de la simulación p
r
esentada se han emplea-
inte
r
io
r
es de cada una de las distribuciones indican eldo capas de nueve senso
r
es cada una.
aumento de temperatura debido a la circulación no
r
mal
A
nálisis como este se pueden
r
ealiza
r
pa
r
a cada
de ai
r
e caliente dentro de la casa de curado por el pa
-
una de las capas de
f
inidas: la baja, la media o la
s
illo cent
r
al de la misma. En los aposentos supe
r
io
r
esalta; o incluso p
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la plata
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s
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d
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c
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a
d
o
capaz de estudiar cortes verticales, a partir de la in
-
umb
r
ales de tempe
r
atu
r
a y humedad establecido
s
para
f
o
r
mación disponible, para estudiar las va
r
iacionesel p
r
oceso, sin la necesidad de que los ope
r
ado
r
e
s
per-
de tempe
r
atu
r
a o humedad en la altura de los distin
-
manezcan a tiempo completo en las casas de cu
r
ación.
tos aposento
s
.Esta
f
uncionalidad pe
r
mite humaniza
r
el p
r
oce
s
o de
P
ueden hacerse igualmente análisis como los quecu
r
ado al tiempo que la p
r
og
r
esión de los pa
r
ámetro
s
muest
r
a la
f
igura 14, de elaboración propia, en los quedel p
r
oceso puede se
r
almacenada y consultada direc-
se puede obtener la progresión de temperatu
r
a, me
-
tamente sob
r
e la plata
f
o
r
ma de adquisición de dato
s
diante inte
r
polación también, a lo largo del pasillo
de
f
o
r
ma
r
emota empleando
un dispositivo móvil
o el
cent
r
al o de alguna dirección que se desee estudia
r
en
acceso po
r
r
ed
f
ija.
el inte
r
io
r
de la casa de curado.
La segunda
f
unción, ya desc
r
ita, es que
s
irve
como he
rr
amienta pa
r
a el estudio de las dist
r
ibucione
s
de tempe
r
atu
r
a y humedad, en el inte
r
io
r
de la
s
ca
s
a
s
El sistema propuesto constituye una he
rr
amienta
de cu
r
ado, pe
r
mitiendo la p
r
opuesta de las modi
f
ica-
r
ealizada a partir de elementos de hardware y softwa
-
ciones est
r
uctu
r
ales necesa
r
ias pa
r
a intenta
r
lograr la
re lib
r
e que permite el monitoreo remoto, con una
mayo
r
uni
f
o
r
midad posible en dichos pa
r
ámet
r
o
s
y, en
base de tiempo pre
f
ijada de antemano, de la va
r
iación
cons
e
cuencia,
optimiza
r
el
p
r
oceso
de
cu
r
ado.
de tempe
r
atu
r
a y humedad del proceso de cu
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ado de
Con una he
rr
amien
t
a
c
omo es
t
a, deb
i
do al cen
s
ado
las hojas de tabaco de alto rendimiento en casas de
de los pa
r
ámet
r
os en múltiples puntos de la ca
s
a de
cu
r
ado cont
r
olado de tabaco.cu
r
ado, se pueden hace
r
análisis de las dist
r
ibucione
s
La plata
f
orma diseñada ofrece una doble
f
unción,volumét
r
icas de tempe
r
atu
r
a y humedad en el interior
la p
r
ime
r
a consiste en permitir el monitore
o
a distan
-
de las casas de cu
r
ado buscando zonas donde lo
s
ran-
cia del p
r
oceso de curado, con la con
f
igu
r
ación degos de valo
r
es obse
r
vados puedan no se
r
adecuado
s
ala
r
mas y ale
r
tas que pueden generarse si se
v
iolan lospa
r
a el p
r
oceso.
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duino Mega 2560 Rev3. http://
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duino-mega-2560-rev3
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s
, A. y Bio
s
ca Roja
s
, D. (2020). Si
s
tema di
s
t
r
ibuido de IoT pa
r
a la monito
r
i-
z
ación de la tempe
r
atu
r
a y la humedad en una ca
s
a de cu
r
ado cont
r
olado de taba-
co.
[
Te
s
i
s
de ingeniería en Telecomunicacione
s
y Electrónica, Univer
s
idad Tecnológica
de La
H
abana
J
o
s
é Antonio Echeverría, Unpubli
s
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1
3140/
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.2.2.27652.86406/1
I
SS
N
:
1813
-
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, R
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P
S:
0514
,
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,
N
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2022
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9
-
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I
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2012
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ITU
-T Recommendation. ITU-T Y4.000/Y, 2060. http
s
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0-201206-I/e
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