Sistema Audioguia para museos y centros de arte. Audiguia con disparo automático por sistema de localizacion indoor (GPS para interiores) utilizando el algoritmo de Ho-Kashyap

1. VAMos
Visitas Audioguadas a MuseOS
Sistema Audioguia para museos y
centros de arte

2. Sus próximos 45 minutos
Quienes somos. Nuestra propuesta.
Desarrollo
Resultados y Conclusiones
Demostración

3. Quienes Somos
(por orden alfabetico)
Christian Picot
Tomás Shulman
Leticia Sívori

4. Necesidad
 Cada vez hay más visitantes a museos
(650.000 espectadores)
 La visita guiada es valorada
y requerida
 Personal capacitado es escaso
 Poca disponibilidad de visitas guiadas

5. Necesidad
 Las visitas guiadas son estructuradas
 No siempre atienden los intereses particulares
de los asistentes
 Incluir público extranjero en su idioma
 Desalentar el uso de celulares dentro del museo
por razones de seguridad

6. Objetivos
Satisfacer esas necesidades
Mejorar la experiencia de visita a museos.
Simple

7. Situación actual

8. ¿Qué tienen en común?
Nadie está apreciando las obras de arte.
Se distrae la atención de lo importante.
Gente mayor no suele usar estos
aparatos.

9. Nuestra Propuesta
 Un servicio que posibilite la visita guiada en el
museo.
 Complementar el trabajo de los guías e
investigadores del propio museo.
 Sin distracciones, sólo audio y contemplar el
arte alrededor.
 Despreocuparse por tener que seleccionar cada
vez la banda sonora correcta

10. Nuestra Propuesta
Posibilidad de proporcionar más
información si está disponible
Múltiples idiomas.
Adaptable a nuevos recorridos
Hacerlo único frente al restoHacerlo único frente al resto

11. Encuesta sobre la utilización de
audioguias
Resultados principales:

12. Cadena de Valor

13. Requerimientos del cliente
 Precio
 Facilidad de Configuración
 Autonomía
 Ergonomía
 Robustez
 Garantia
 Capacitación
 Resistencia al uso intensivo
 Facilidad de uso
 Mínima Interacción del usuario
con el dispositivo
 Contar con Display
 Seguridad
 No alterar la fisonomía del
lugar
 Posibilidad de mas de un
idioma por recorrido
 Facilidad de mantenimiento y
Consumo
 Posibilidad de Armar Distintos
Tipos de Recorridos
 Cumplir Requerimientos
legales mínimos
 Instalación
 Servicio Técnico
 Antirobo

14. Casa de Calidad

15. Casa de Calidad

16. Casa de Calidad

17. Casa de Calidad

18. Casa de Calidad

19. Casa de Calidad

20. Casa de Calidad
 ¿Qué nos dijo la casa de calidad?
 Prioridades Técnicas
 Costo (17,7%)
 Duración de la Batería (11,2%)
 Tiempo de Carga de la Batería (9,5%)
 Peso (9,2%)
 Cantidad de Botones (9,1%)
 Requerimientos más importantes
 Autonomía (10,9%)
 Facilidad de uso (8,2%)

21. Otras alternativas analizadas
Guideport
Acoustic Guide
Orpheo
X-plorer+

22. Casa de Calidad
Output
 Especificaciones operacionales y funcionales
 Recorridos, modo de operación, configuración.
 Especificaciones de hardware
 Baterias (~8hs), Dimensiones, Peso, etc
 Especificaciones de software
 Localización, reproducción de audio, calibración.

23. Factibilidad
Tecnológica
Legal
De tiempos
Económica

24. Fact. Tecnológica
Criterios de selección
 La MAGIA al menor costo posibleLa MAGIA al menor costo posible
 Capacidad de escalamiento manteniendo el
costo: “cuantos menos faros por recinto mejor!”“cuantos menos faros por recinto mejor!”
 Aplicar tecnología existente sin “reinventar la
rueda”

25. Fact. Tecnológica
Localización Indoor
 GPS
 Infrarrojo
 RFID
 Bluetooth™
 IEEE 802.11 (WiFi™)

26. Fact. Tecnológica – localización
GPS
 Posicionamiento globalglobal
 Precisión de 3m
 Banda L1 de 1575.42 MHz en la banda UHF
precisa LoSprecisa LoS
 Potencia baja  no atraviesa paredesno atraviesa paredes
Inviable para recintos cerradosInviable para recintos cerrados

27. Fact. Tecnológica – localización
 InfraRojo
 No precisan homologación, sin regulación
 InmunesInmunes al ruido e interferencia radioeléctrica
 LED TSAL6200 con consumo de 300 mA y un
alcance de hasta 35 m al costo de U$S 2
 Fotodetector IRM8601 o TSOP18 inmune al ruido
luz ambiente
 No atraviesan objetos opacos ⇒ N transmisores por
sala
 Planta de 300m2
, circuito emisor a $50, 2 x recinto
(9m2
) ⇒ $3500 de costo de planta$3500 de costo de planta
Precisa LoS ⇒ visitante debe apuntarvisitante debe apuntar

28. Fact. Tecnológica – localización
RFID
 Localización basada en presencia y proximidad
a etiquetas
 Etiquetas pasivas  alcance < 1 metro
 Etiquetas activas  c/bateria (duración 5 años),
alcance decenas de metros
 Sistema de identificación, no de localización ⇒
no aporta información de cercaníano aporta información de cercanía
 Costo del lector $$$$Costo del lector $$$$

29. Fact. Tecnológica – localización
Bluetooth™
 Módulos comerciales baratos u$s58
 P=12dBm, Sensib=-80dBm ⇒ alcance 50/100m
 RF atraviesa paredes ⇒ menos transmisores
 Al igual que RFID, sólo sondeo de presencia
 Para medir RSSI de un módulo condición:
establecer sesión maestro-esclavo
10segundos para establecerla!!!10segundos para establecerla!!!

30. Fact. Tecnológica – localización
802.11
 14 canales en frecuencias ISM (no reguladas)
 RF atraviesa paredes ⇒ menos transmisores
 espectro ensanchado (DSSS) + OFDM ⇒ controlcontrol
mutua interferenciamutua interferencia
 CSMA-CA y tramas RTS/CTS ⇒ evita colisionesevita colisiones
 Emsión periódica de SSID (baliza) ⇒ en 100 TU
(1mseg) se conoce la presencia de todos los AP

31. Fact. Tecnológica – localización
802.11
 No requiere LoS
 Costo lector ~ Bluetooth << lector RFID
 Permite cuantificar cercania en terminos de
RSSI
 Sondeo rápido: 1TU << 10seg de Bluetooth
 Alta disponibilidad en el mercado
 Gran alcance: 270m (margen 16dB)

32. Fact. Tecnológica – localización
802.11 mediante Triangulación802.11 mediante Triangulación
 atenuación por espacio libre tenemos el
siguiente balance de potencia
 relación entre PRX y distancia
en interiores multicaminos presentes ⇒
interferencia constructiva y destructivainterferencia constructiva y destructiva
RX
d
P
P TX
RX sup
4 2
⋅
⋅⋅
=
π

33. Fact. Tecnológica – localización
 802.11 mediante retardo de propagación802.11 mediante retardo de propagación (ToA y
DToA)
 señal electromagnética NO instantánea ⇒ medirmedir
retardoretardoss
 La base del GPS
 Distancias muy cortas ⇒
desfasaje entre AP muy pequeño ⇒ reloj atómico!!!
 DToADToA: necesita señal lenta (ultrasonido) ⇒
 Solución encarecida
 Alcance menos de 1 metro

34. Fact. Tecnológica – localización
 802.11 Reconocimiento de patrones RSSI802.11 Reconocimiento de patrones RSSI
 No precisa de relojes atómicosrelojes atómicos ni ultra sonidoultra sonido
 Inmune al multicaminoInmune al multicamino ya que caracteriza patrón de
radiación presente
 “dado un vector de potencias, encontrar la
localización que tenga el vector de potencias más
parecido”
 Calibración previa + aprendizaje supervizado
 Cálculo de localización:
 c productos escalares
 Búscar mayor elemento de un vector
Computacionalmente barato

35. Fact. Tecnológica
 Sistema de Audio Digital
 Relación Calidad-Compresión
 Sin compresión (WAV, AIFF, AU)
 Con compresión sin pérdida (FLAC, TTA)
 Con compresión con pérdida (MP3, Vorbis, AAC, WMA)
 MP3 y sus ventajas.

36. DFMEA - 1

37. DFMEA - 2

38. DFMEA - 3

39. DFMEA - 4

40. DFMEA - 5

41. Fact. Legal
Regulaciones y Licencias
 Uso del espectro electromagnético.
 Banda 2.4GHz,
 Regulación Local: se permiten sistemas de espectro
ensanchado (Res. SC 302/1998), 1W de potencia
máxima. OFDM agregado en Res SC 233/2004 para
particulares y proveedores de servicio de
telecomunicaciones.
 Normas Técnicas. UIT, banda 2.4GHz a
2.5GHz, Uso ISM (industrial, scientific, medical)

42. Fact. Legal
Normas de seguridad eléctrica (IEC)
 IEC60065, IEC60335
Normas de seguridad auditiva. (ISO)
 Máximo SPL para audio portátil (nivel de
presión sonora). ISO EN50332
Normas de propiedad intelectual. Marcas
y Patentes.

43. Patentes
 Interactive personal interpretive device and
system for retrieving information about a plurality
of objects
 Electronic tour guide system
 Method and Apparatus for providing content to
mobile recipients
 Secure wireless user localization scheme using
transmission range variation

44. Fact. de Tiempos
Listado de tareas
Gantt de tareas
Grafo de tareas
Método de Camino Crítico
Técnica de Evaluación y Revisión de
Programas (PERT)
Simulación de Monte Carlo
Asignación de Recursos

45. Fact. de Tiempos – Tareas
 Búsqueda de una necesidad
 Planificación y Programación
 Búsqueda y estudio de productos
similares
 Especificaciones técnicas preliminares
del producto propuesto
 Despliegue y Análisis de la función de
calidad
 Estudio de Mercado
 Análisis de Distintas Alternativas de
Producto
 Evaluación Económica
 Análisis de Factibilidad Tecnológica
 Especificaciones de hardware y Software
finales
 Análisis de factibilidad legal y
responsabilidad civil
 Construcción del diagrama en bloques
del hardware
 Cálculo de los elementos circuitales de
cada bloque
 Diseño de un plan de pruebas de los
bloques
 Construcción de diagrama de estados,
procesos y flujogramas
 Programación del Software
 Prueba y depuración y Análisis de
complejidad del soft
 Compra de componentes
 Diseño y Armado de placa del prototipo
 Diseño y Armado de PCB
 Medición y prueba de hard y soft
 Estudios de Confiabilidad de Hard y Soft
y Cálculo del tiempo de Garantía
 Verificación de cumplimiento de normas
del producto final
 Documentación técnica detallada final

46. Fact. de Tiempos

47. Fact. de Tiempos

48. Fact. de Tiempos

49. Fact. de Tiempos
Resultados:
Duración optimista del proyecto: 189,00 días
Duración esperada del proyecto: 282,5 días
Duración pesimista del proyecto: 398 días
 Consideramos días de dedicación parcial ya que
se realizan otros trabajos al mismo tiempo con 3
recursos.

50. Fact. de Tiempos

51. Fact. de Tiempos
Método de Estimación de la Duración del Proyecto Duración Estimada del Proyecto
Suma de valores esperados del camino crítico 282,5 días
Propagación de Errores 283,5 días (con un error del 10%)
Simulación de Montecarlo 289 días

52. Fact. Económica
Alternativas de negocio
 Servicio de audioguías para museos y centros
de arte incluyendo su producción.
 Cliente: Usuario final por alquiler.
 Producto audioguía para museos y centros de
arte.
 Cliente: Museo, asociación de amigos, otra empresa.

53. Fact. Económica – Inversión Inicial
Alternativa A Alternativa B
 Estudio de mercado acerca de los
requerimientos del cliente, necesidades y
preferencias.
 Instalación de oficinas, talleres y depósitos
para el correcto funcionamiento del negocio.
 Personal permanente que atienda los
distintos procesos de la empresa.
 Diseño de una imagen comercial,
desarrollo de contenidos, traducciones y
locución de las pistas de audio.
 Diseño y construcción de los dispositivos
involucrados.
 Diseño y construcción de los dispositivos
que se utilizarán.
 Taller de servicio técnico (posible
tercerización)
 No es necesario en primer término
personal permanente, aunque posiblemente
sea necesaria una oficina comercial.

54. Fact. Económica
Costos directos:
 Por unidad: U$S 88 hardware
 Por 12 faros de ubicación, U$S 240
 Alt. A: Mano de obra por empleados de la
empresa (capacidad mensual de ensamblado)
 Alt. B: U$S 12 dólares mano de obra por
unidad.

55. Fact. Económica
Gastos fijos:
 Alternativa A:
 Oficina, taller, empleados, impuestos,
comunicaciones, insumos
 Aprox U$S 72000 anuales
 Alternativa B:
 Pequeña oficina, insumos, comunicaciones,
servicios tercerizados.
 Aprox U$S 10200 anuales

56. Fact. Económica
Precio de Alquiler Alternativa A
750000 Visitantes Museos GCBA
120 Museos
6250 Visitantes por cada museo promedio
625 10% de los visitanes que usa audioguias
U$S 5000 Ingreso por alquiler por cada museo considerando un alquiler de U$S 8
24 Cantidad de museos que tienen brindarán el servicio de Audioguia
5 Dispositivos Audioguias por cada museo
U$S 1000 Ingreso por alquiler por cada dispositivo

57. Fact. Económica
 Precio de Venta Alternativa B:
 Se toma en cuenta los indicadores económicos para
establecer un precio de venta, siempre cubriendo los
costos.
 Si bien el costo directo e indirecto para el primer año
arroja un costo total de U$S 220 (Punto de Cobertura),
para lograr un TIR atractivo la unidad debe venderse a
U$S350, lo que da un beneficio del 60%.
 Este precio puede ser recuperado por la empresa que
alquile la audioguia, y ella deberá definir un precio de
alquiler.
 El precio de venta también es más económico que los
productos de la competencia. Nuestro Producto U$S350
Guide Port GP EK 3202 U$S590
Acoustic Guide - Opus Series u$s430
Orpheo Compact u$s480
X-plorer + u$s280

58. Fact. Económica
Indicadores:
 Alternativa A:
 VAN: U$S 65000
 Periodo de Repago: 2 años
 TIR: 43%
 Alternativa B:
 VAN: U$S 24000
 Periodo de Repago: 2 años
 TIR: 42%
(Cálculo a TIR similar a los efectos de comparar las alternativas del proyecto)

59. Fact. Económica
 La Alternativa A provee mayor negocio (mayor
VAN), pero con un mayor riesgo (full time).
Mantener una marca, un plantel de personal y
una responsabilidad ante el público masivo.
 La Alternativa B permite proveer al mercado de
una solución abierta y disponible para varios
proveedores, incluso en el exterior.
Además, el riesgo se reduce ya que no se
considera personal fijo en esta alternativa.

60. Ingeniería
Ingeniería de Hardware
Ingeniería de Software

61. Ing. Hardware

62. Ing. Hardware
Unidad de Control:
 LPC1769
 32 bit ARM Cortex-M3 120MHz.
 512kB Flash
 64kb SRAM. MPU
 Conectividad Ethernet
 USB 2.0 -SPI/SSP/I2C – UART – ADC/DAC 12 bit.
 Systick
Unidad de Almacenamiento:
 Memoria SD

63. Ing. Hardware
 Unidad de Reproduccion de Audio:
 VS1033D
 MPEG 1 y 2 layer III (opcional layers I y II).
 Clock de 12MHz
 Permite grabación de sonidos
 Puede reproducir WAV
 Salida a auriculares 30ohm
 Asegura un buffer de 2048 Bytes y permite enviar 32
bytes de datos
 Interfaz de datos y control compartida. Interfaz sencilla y
rápido.
 Un procesador DSP y un conversor DA

64. Ing. Hardware
Unidad de Detección de localización:
 WiFly.
 Alta transferencia de datos, 1MBps sostenido en
TCP/IP y WPA2.
 Bajo consumo de energía. 4uA en reposo y 210mA
max.
 Superficie compacta.
 Control por UART Serial
 Soporta redes ad-hoc.
 Permite hacer un escaneo de las redes.

65. Ing. Hardware
Interfaz de usuario
 Botones
 Auriculares
Baterías
 Se utilizarán 4 baterías recargables de Ni-Mh
AA de 1,2V Nominal de 2000mAh.

66. Ing. Software
Diagrama de estados
ENCENDIDO
REPOSO
BIENVENIDA
ACTIVIDAD
INICIO
Pre-
MUESTREO
VOL2
VOL1
MUESTRE
O
Directo
+INFO
IDIOMA
IDIOMA o VOL+ o VOL-
IDIOMA o VOL+
IDIOMAVOL+
VOL-
+INFO
+INFO
+INFO
+INFO
IDIOMA
VOL-
VOL+
Desenchufa del rack
REPETIR
REPETIR

67. Ing. Software
Análisis de confiabilidad del módulo de
inicialización de la memoria SD.
V(G) = 12 – 8 + 2 = 6

68. Prototipo
Placa principal
 Break-out Boards
 Componentes adicionales
 Diseño y fabricación del impreso
Placa de botones
 Ubicación de botones y LEDs.

69. Prototipo

70. Prototipo - Construcción

71. Prototipo - Construcción

72. Prototipo - Construcción

73. Validación
 Pruebas con el prototipo.
 Reproducción de audio.
 Interfaz de usuario
 Ubicación

74. Confiabilidad
 Confiabilidad de Hardware
Se hicieron los análisis de confiabilidad de
hardware que arrojaron los siguientes
resultados.
 TMEF: 1591 dias
 Garantía 18 meses
 Costo de Garantía: U$S 6.

75. ¿Preguntas?

76. Tecnología
 Audio comprimido en MP3 en múltiples idiomas.
 Localización en interiores mediante intensidad
de señal WiFi y algoritmos de detección óptima.
 Ubicación estratégica de faros WiFi.
 Posible reutilización de faros para dar servicio
de Internet inalámbrico.

77. Arquitectura
Arquitectura ARM de 32 bits sobre
plataforma abierta.
Programación en lenguaje de alto nivel
(C) con herramientas open source.

78. Arquitectura
Descompresión de MP3 por hardware
mediante un DSP especial.
Protocolo SPI para performance y alta
calidad de sonido.

79. Arquitectura
Almacenamiento de datos en tarjeta
microSD (vencedora en la batalla del
almacenamiento portátil).
Sistema de archivos FAT para
compatibilidad.

80. Muchas Gracias!