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Algoritmo de nodos adaptativos para solucionar el problema de los nodos huérfanos en una Red Inalámbrica de Sensores ZigBee en topología de árbol

Castro Casadiego, Sergio ; GUEVARA IBARRA, DINAEL; Medina Delgado, Byron; Sepúlveda, Sergio; Celis, Jose Miguel; CALDERON VILLAMIZAR, CRISTIAN DAVID (IngeniareChile, 2021-06)

We have developed an algorithm based on hybrid nodes composed of an XBee S2C module configured in API mode with escape and connected to a microcontroller ATMEGA 328P to solve the orphan node problem of a ZigBee tree ...
Design of a Resilient and Eco-friendly Microgrid for a Commercial Building

Sepúlveda, Sergio; Hegedus, Steven (Aibi, Revista de Investigacion Administracion e IngenieriasCúcuta, Colombia, 2021-01-01)

Los desastres naturales recientes, como los huracanes Harvey y María, han causado una gran interrupción en la red eléctrica. Por otra parte, las autoridades gubernamentales se han fijado metas ambiciosas para reducir las ...
Design of a wireless sensor network for optimal deployment of sensor nodes in a cocoa crop

Celis, Jose Miguel; Escobar Amado, Christian David; Medina Delgado, Byron; Castro Casadiego, Sergio; Sepúlveda, Sergio; Guevara-Ibarra, Dinael (TecnoLógicasColombia, 2020-01-30)

In this study, factorial experiments were conducted in two different scenarios to design a Wireless Sensor Network for monitoring a cocoa crop in a rural area in Colombia. Node sensors measured temperature, relative humidity, ...
Sistema de geolocalización de vehículos a través de la red GSM/GPRS y tecnología Arduino

Sepúlveda, Sergio; Castro Correa, Jhon Alejandro; Medina Delgado, Byron; Guevara Ibarra, Dinael; López Bustamante, Oriana Alexandra (Revista EIAColombia, 2019-01-28)

Para localizar y guardar datos del posicionamiento geográfico de vehículos en tiempo real, se diseñó un sistema de geolocalización compuesto de dos elementos: un prototipo para el envío de coordenadas usando tecnología ...
Smart PV Inverter Cyberattack Detection Using Hardware-in-the-Loop Test Facility

Kaewnukultorn, Thunchanok; Sepúlveda, Sergio; Broadwater, Robert; Tsoutsos, Nektarios Georgios; Hegedus, Steven (IEEE Access, 2023-08-23)

This paper evaluates residential smart photovoltaic (PV) inverters’ responses to cyberattacks and assesses the performance of an intrusion detection strategy for smart grid devices by comparing timeseries power flow results ...

Envíos recientes

Algoritmo de nodos adaptativos para solucionar el problema de los nodos huérfanos en una Red Inalámbrica de Sensores ZigBee en topología de árbol
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Castro Casadiego, Sergio | 2021-06

We have developed an algorithm based on hybrid nodes composed of an XBee S2C module configured in API mode with escape and connected to a microcontroller ATMEGA 328P to solve the orphan node problem of a ZigBee tree topology. The sensor nodes have both features End Device and Router that may alternate depending on the situation, and the node can adapt itself to keep the network integrality as much as possible. On the other hand, the coordinator node comprises an XBee S2C module and the embedded system Raspberry Pi 3, which hosts the algorithm and is set up as an access point, a database server, and a web server. Using the proposed algorithm, we were able to recover up to 42.8% of the network coverage, but it comes with an energy cost due to the switch from End Device to Router. Additionally, a mobile application integrated with notification service and Google Maps was developed to monitor every node’s behavior in the Wireless Sensor Network.

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Design of a Resilient and Eco-friendly Microgrid for a Commercial Building
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Sepúlveda, Sergio | 2021-01-01

Los desastres naturales recientes, como los huracanes Harvey y María, han causado una gran interrupción en la red eléctrica. Por otra parte, las autoridades gubernamentales se han fijado metas ambiciosas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Por lo tanto, existe un interés creciente en hacer que los sistemas de energía eléctrica sean más resilientes y con un impacto mínimo al medio ambiente. En este trabajo, se utilizó el software HOMER Grid para modelar microrredes que se contienen sistemas fotovoltaicos, baterías de ión-litio, generadores de gas natural y la carga eléctrica de un edificio de oficinas que consume un promedio de 2 MWh por día. Se modificaron los tamaños de los componentes para determinar la configuración con el generador más pequeño que pudiera suministrar energía durante un corte de energía de dos días en verano. Se realizaron análisis ambientales y económicos para mostrar las diferencias entre los diferentes objetivos de diseño del sistema. Los resultados indican que la instalación de una microrred en un edificio de oficinas con un arreglo fotovoltaico de 600 kW y una batería de ión-litio de 2.8 MWh puede evitar la emisión de hasta 287 toneladas de CO2 por año. La misma configuración de microrred puede soportar un apagón de dos días durante la mayor demanda eléctrica en la temporada de huracanes sin la necesidad de un generador de respaldo. Las microrredes jugarán un papel importante en la transición a una red inteligente porque proporcionan energía confiable, hacen que el sistema sea más tolerante a fallas de la red y permiten una alta penetración de energía renovable en la red eléctrica, lo que en consecuencia reduce el impacto ambiental.

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Design of a wireless sensor network for optimal deployment of sensor nodes in a cocoa crop
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Celis, Jose Miguel | 2020-01-30

In this study, factorial experiments were conducted in two different scenarios to design a Wireless Sensor Network for monitoring a cocoa crop in a rural area in Colombia. Node sensors measured temperature, relative humidity, soil moisture, Ultra-Violet light, and visible light intensity. The factors considered in the experiments were distance between node sensors, height from the ground, and type of antenna; in turn, Received Signal Strength Indicator and data transfer time were the outputs. The wireless sensor network was deployed in the crop, covering approximately 3 % of the area and using 7 different nodes in a cluster tree topology. First, an open field scenario with line of sight was used to determine the appropriate height of the node sensors. Second, a scenario in the actual cocoa crop was utilized to find the appropriate distance between modules and type of antenna. We found, based on our calculations and experimental data, that a height of 1.25 m was required to avoid the Fresnel zone and improve the RSSI of the network. Furthermore, we determined that a distance below 35 m was needed to guarantee signal reception and avoid long data transfer times. The wire antenna exhibited a better performance. Finally, the proposed methodology and monitoring system can be used for agronomic applications in rural areas in Colombia to increase crop yield.

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Sistema de geolocalización de vehículos a través de la red GSM/GPRS y tecnología Arduino
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Sepúlveda, Sergio | 2019-01-28

Para localizar y guardar datos del posicionamiento geográfico de vehículos en tiempo real, se diseñó un sistema de geolocalización compuesto de dos elementos: un prototipo para el envío de coordenadas usando tecnología GPRS y un servidor web para la recepción y almacenamiento de la información recibida desde un GPS. Se utilizó el sistema em-bebido Raspberry Pi 3, configurado como servidor web HTTP bajo Apache 2.4, integrando PHP y MySQL. Se definió una IP estática local por medio de DHCP para establecer la comunicación del servidor con Internet. El hardware utilizado para enviar los datos corresponde a una tarjeta Arduino UNO; un módulo GPRS, programado mediante comandos AT y un GPS, cuya trama de datos $GPRMC corresponde al estándar NMEA. Los resultados obtenidos muestran una diferencia promedio de 6.50 m entre los datos de ubicación geográfica del dispositivo frente a los valores obtenidos mediante la geolocalización por HTML5; asimismo, se confirmó que el consumo diario del sistema es de 367.97 kB. Finalmente, a través de la puesta en marcha del prototipo se comprobó la precisión del dispositivo en comparación a otras alternativas de geolocalización, así como la viabilidad del uso de datos por medio de SIM card a través del protocolo GPRS.

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Smart PV Inverter Cyberattack Detection Using Hardware-in-the-Loop Test Facility
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Kaewnukultorn, Thunchanok | 2023-08-23

This paper evaluates residential smart photovoltaic (PV) inverters’ responses to cyberattacks and assesses the performance of an intrusion detection strategy for smart grid devices by comparing timeseries power flow results from a simulation application called Faster Than Real-Time (FTRT) Simulator to measurements from a Power Hardware-in-the-Loop (P-HIL) laboratory as a testbed. Twenty different cyberattacks from three classes - Denial of Service (DoS), Intermittent attack, and Modification - were designed and tested with grid-tied smart inverters in order to study the inverters’ responses to malicious activities. The intrusion detection strategy was developed using a comparison between the predicted PV power output from FTRT and the power flows measured from P-HIL laboratory through the API interface. Real and reactive power thresholds were assigned based on a number of repeated experiments to ensure the applicability of the thresholds. The results showed that inverters from different manufacturers have their own unique responses which could be detected by the power flow measurements. Our detection method could identify over 94% of actual malicious actions and 7.4% of no-attack hours are detected as false positives. Out of 38 under-attack hours, 2 undetected hours are due to the intermittent attacks. Different attacks can be detected based on the targeted components of the complex power that attackers are aiming to cause disturbances. Our findings additionally show that DoS can be noticed immediately after the devices have been sabotaged, and they can be detected from the active power analysis. However, modification attack detection will depend more on the reactive power measurements, while intermittent attacks remain the most challenging for the proposed detection method since the objective of intermittent attacks is to create an oscillation of the complex power components which need a relatively high time resolution for the measurement.

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Listar Grupo de Investigación y Desarrollo en Electrónica y Telecomunicaciones – GIDET por autor "f9ae22ff86139103bcba4c4de3e5c280"

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