Eco matemático ISSN: 1794-8231 (Impreso), E-ISSN: 2462-8794 (En línea) Volumen 11 (2) Julio-Diciembre de 2020, páginas 45-55

Análisis de herramientas para gestión bibliográfica y control de acceso utilizando tecnología RFID

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Introducción

La identificación por radiofrecuencia (RFID) es una tecnología basada en el almacenamiento de datos e información mediante etiquetas o tarjetas. Su principio de funcionamiento radica en la identificación de las etiquetas mediante un lector (Duroc & Tedjini, 2018). A nivel general, entre las aplicaciones de la tecnología RFID se encuentra la identificación avanzada, donde además de la inclusión de la información personal, se incluyen factores como el perfil de las personas. Usualmente, se aplica en el campo médico para el seguimiento de los tratamientos y su evolución (Nassar & Vieira, 2019). Asimismo, se emplea en procesos de autenticación de documentos, contribuyendo a la verificación de la genuinidad de la información suministrada (Aguilar-Rodriguez et al., 2019). De igual forma, una de las aplicaciones de mayor relevancia de la tecnología es la de localización y rastreo (Seco et al., 2013), con lo que se accede a la ubicación en tiempo real de personas o un determinado objeto de interés (Hernández et al., 2017). Además, la tecnología RFID se puede aplicar en los procesos de equipamientos como sensores (Meng & Li, 2016), generalmente para capturas de movimiento. Especialmente, se utiliza en la industria deportiva para determinar el rendimiento de los atletas según el movimiento. En esa misma línea, la tecnología RFID se muestra como alternativa para la identificación de fallos en cadenas de producción, puesto que, con los chips de radiofrecuencia se rastrea el producto por etapas (Merchán-Dueñas et al., 2011). Así mismo, en la industria militar con la utilización de la tecnología RFID se tiene un control de bajas y soldados heridos, y, además, las tropas en misiones de rescate en desastres naturales monitorean y obtienen información en tiempo real, determinando las zonas en las que se requiere de mayor pie de fuerza militar.

En cuanto a los servicios bibliotecarios refiere, la tecnología RFID presenta un gran número de ventajas tanto a nivel profesional, como para los usuarios de las bibliotecas. A nivel profesional, se desarrollan acciones de gestión de préstamos (Pinargote-Ortega et al., 2019), inventarios instantáneos (Altamirano et al., 2016), personalización (Amaral et al., 2020), y control geoespacial de la biblioteca (Zhang et al., 2018). A nivel de usuarios, se desarrollan acciones de autopréstamos de ejemplares, búsqueda geoespacial e identificación para control de acceso (Vega-Luna et al., 2018) (Zamora-Aray et al., 2020). Esta última aplicación toma importancia en sitios de alta densidad poblacional, ya que, con la validación de identidad, los usuarios tienen a su disposición el acceso a datos y recursos de los sistemas. Actualmente, los sistemas de control de acceso se encuentran basados en procesos computacionales de aprendizaje automático y aprendizaje profundo (Aldás-Salazar et al., 2016), así como en procesos de biometría (Moctezuma-Ochoa, 2016), que, si bien garantizan una fiabilidad elevada en la identificación de las personas, representan una elevada inversión tanto económica como de tiempo para la creación de bases de datos y entrenamiento.

En este documento se presenta un análisis de herramientas para gestión bibliográfica y control de acceso en bibliotecas para una propuesta de utilización de la tecnología RFID, indagando a potenciales usuarios sobre las expectativas y perspectivas respecto al uso de tecnología RFID frente a tecnologías convencionales, además de la selección de herramientas de hardware y software para el sistema de bajo costo mediante la técnica de matriz de priorización. De igual forma, se plantea una arquitectura inicial para el sistema de gestión y control de acceso replicable a mediana y gran escala en los servicios bibliotecarios.

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Metodología

Se propone una metodología basada en 3 etapas. En la primera etapa se aplica una encuesta de percepción mediante un instrumento en escala de Likert. En la segunda etapa se seleccionan las herramientas de hardware y software para el desarrollo del sistema utilizando la técnica de matriz de priorización. Finalmente, se presenta el diseño preliminar de la arquitectura del sistema para el manejo de recursos bibliográficos y el control de acceso de personas en biblioteca.

Encuesta de percepción

Mediante una encuesta en escala de Likert se indagó respecto a los niveles de concordancia de las personas para realizar convencionalmente el manejo de los recursos bibliográficos, así como el control de acceso a la biblioteca (González & Pazmiño, 2015). Además, se indagó sobre la perspectiva que tienen respecto al uso de la tecnología RFID en bibliotecas y respecto al uso de dicha tecnología en diferentes sectores de la industria y académicos(GonzálezMartínez & Martínez-Rodríguez, 2017). El instrumento se aplicó con un total de 5 preguntas entre el 16 y el 20 de marzo de 2020 a 50 personas mayores de edad pertenecientes al programa de ingeniería electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander. En la tabla 1, se presentan las consideraciones técnicas de la encuesta, así como las preguntas y las opciones de respuesta para cada una de ellas.

Herramientas de hardware y software

La selección de herramientas de hardware y software requeridas para un sistema de control de acceso y gestión de recursos bibliográficos se definen mediante una matriz de priorización (Chacón-Guerrero & Eslava-Zapata, 2017). De esta forma, inicialmente se asigna un valor de peso para cada parámetro de comparación, y posteriormente se confrontan las opciones de hardware y software según dichos parámetros. La asignación de pesos se asigna con valores entre 1/10 y 10, de modo que valores superiores a 1 reflejan preferencia por el parámetro, y los inferiores a 1 indican un nivel de inferioridad respecto a la opción en comparación(Rizales-Semprum et al., 2019) (NiñoRondón et al., 2020).

Las opciones de hardware son las placas Raspberry Pi 3B+, SparkFun RedBoard, Arduino UNO, Nexys 2 Spartan 3E y Teensy 3.5 y se comparan respecto a la velocidad del procesador, versatilidad, memoria RAM, precio en el mercado, y la posibilidad de ejecutar tareas en simultaneo (Challa et al., 2018). En cuanto a las herramientas de software, las opciones son los lenguajes de programación Python, Java, C, y M (para desarrollo en Matlab) y los parámetros de comparación son el valor de la licencia, disponibilidad de librerías especializadas, comunicación con bases de datos, y conectividad con ofimática (Xie et al., 2015). En la tabla 1 se presentan los parámetros de selección y su denotación en la matriz de tanto para la definición de herramientas de hardware y software respectivamente.

Arquitectura del sistema

Las herramientas de hardware y software definen la arquitectura inicial del sistema para la gestión de recursos bibliográficos y control de acceso en bibliotecas. Con lo anterior, se genera la estructura del sistema, las relaciones entre herramientas de hardware y software y características y propiedades lógicas del sistema (Vega-Luna et al., 2018).

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Resultados y discusión

En la figura 1, se presentan los resultados del instrumento de recolección de información aplicado en escala de Likert.

En cuanto al manejo actual que se la da a los recursos bibliográficos como libros y proyectos, el 50 % de los encuestados mostraron un nivel de concordancia con esto, mientras que, aproximadamente el 27 % se mostró inconforme con el manejo actual de los recursos bibliográficos. Por su parte, el 23 % se mostró indiferente ante esta situación. En la pregunta sobre el control de acceso para estudiantes/administrativos/visitantes a la biblioteca, el 68.2 % de las personas mostró algún nivel de inconformidad, mientras que el 31.8 % está de acuerdo con la forma en cómo se realiza el control de acceso. Asimismo, la totalidad de los encuestados manifestó algún nivel de concordancia con el uso de tecnologías alternativas a las convencionales en el manejo de recursos bibliográficos y control de acceso en biblioteca. De igual forma, el 77.3 % de las personas consideran que la tecnología RFID es la indicada para el manejo de biblioteca, mientras que el 4.5 % manifestó su inconformidad con el uso de esta tecnología. Además, el 18.2 % de las personas se mostró indiferente ante la propuesta. En cuanto a las aplicaciones de la tecnología RFID, el 54.5 % manifestó su conocimiento por el uso de la tecnología en sistemas de controles de acceso, el 27.4 % en la logística y control de inventarios, el 9.1 % en las tarjetas bancarias, mientras que el 4.5 % manifestó su conocimiento en el uso de la tecnología en tiendas y alimentación. Casualmente, los encuestados no conocen a la industria bibliotecaria como un campo de acción representativo para la tecnología RFID.

En cuanto a la selección de herramientas, en la tabla 3, se presenta la matriz de ponderación de pesos iniciales de los parámetros para la selección de hardware. Además, se presenta la matriz final con las opciones de herramientas ponderadas según los parámetros.

Como se muestra, el parámetro de mayor relevancia para la selección de la herramienta de hardware fue la velocidad del procesador con el 51 % del puntaje total. En segundo lugar, en el rango de necesidades se ubicó la disponibilidad de memoria RAM con el 29 %. Asimismo, la versatilidad se ubicó en la tercera posición de prioridades con el 8 %. Por su parte, el precio en el mercado y la posibilidad de ejecución de tareas en simultaneo presentaron el cuarto y quinto puesto en la escala de prioridades con 6 % cada una.

Con ello, se definió a la placa embebida Raspberry Pi 3B+ como la idónea para el desarrollo del sistema de manejo de recursos y control de acceso en biblioteca con el 68.19 %. En segundo lugar, se ubicó la placa Nexys 2 Spartan 3E con el 13.51 %. Asimismo, la placa Teensy 3.5 con el 6.82 % se posicionó como la tercera alternativa, mientras que, las placas Arduino UNO y SparkFun RedBoard, con el 6.18 % y el 5.3 % fueron la cuarta y quinta opción respectivamente.

En la tabla IV se presenta la matriz de ponderación de pesos iniciales de los parámetros para la selección de software. Además, se presenta la matriz final con las opciones de herramientas ponderadas según los parámetros de comparación.

El parámetro de mayor relevancia para la selección de la herramienta de software fue el valor de la licencia con el 60% % del puntaje total. En segundo lugar, en el rango de necesidades se ubicó la conexión con bases de datos con el 26 %. Asimismo, la disponibilidad de librerías se ubicó en la tercera posición de prioridades con el 8 %. Por su parte, la conectividad con ofimática se ubicó en el cuarto puesto en la escala de prioridades con 5 %. De esta forma, se definió al lenguaje de programación Python como el indicado para el desarrollo del sistema de manejo de recursos y control de acceso en biblioteca con el 43.95 %. En segundo lugar, se ubicó Java con el 21.04 %. Asimismo, lenguaje C con el 18.69 % se posicionó como la tercera alternativa, mientras que, el lenguaje M (Matlab) con el 15.54 % se ubicó como la cuarta alternativa.

Definidas las herramientas de hardware y software, se planteó una arquitectura inicial para el sistema de manejo de recursos bibliográficos y control de acceso, como se muestra en la figura 2.

Como se muestra, las antenas amplificadoras de ultra alta frecuencia (UHF) se conectan al lector UHF de modo que se tenga un rango mayor de lectura. Además, por comunicación serial se envía la información leída a la placa embebida Raspberry Pi 3B que notifica al monitor de actividad, y este, se comunica constantemente con la base de datos MySQL, manteniendo el registro de ingreso y egreso tanto de personas como de recursos bibliográficos.

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Conclusiones

La encuesta de percepción en escala de Likert permitió conocer las tendencias de los encuestados respecto al manejo actual del control de accesos y manejo de recursos bibliográficos. Se encontró inconformismo entre las personas sobre las tecnologías utilizadas convencionalmente, y, además, las personas mostraron su aprobación y preferencia por el uso de la tecnología RFID para el control de recursos en bibliotecas. Asimismo, si bien se mostró preferencia por el uso de esta tecnología, casualmente los encuestados mostraron total desconocimiento por las aplicaciones del RFID en servicios bibliotecarios.

En las herramientas de hardware y software seleccionadas, la placa Raspberry Pi 3B+ se presentó como la idónea para el control de acceso y manejo de recursos, ya que, obtuvo el mayor puntaje en la comparación de parámetros. En cuanto a la herramienta de software se presenta una relación técnica con la placa Raspberry Pi, ya que, Python (el lenguaje de programación seleccionado) es uno de los lenguajes con los que permite trabajar la placa embebida.

Adicionalmente, la arquitectura del sistema es replicable a gran escala en sitios de alta densidad poblacional, y se presenta como una alternativa de bajo costo, ya que se encuentra basado en la utilización de código abierto con conexión a bases de datos libres.

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Referencias

Aguilar-Rodriguez, W. G., Aguilar-Rodriguez, W. L., & Leguizamón-Páez, M. A. (2019). Tecnología microchip para acceder a información vehicular como apoyo a procesos de control y seguridad. Scientia et Technica, 24(2), 264. https://doi.org/10.22517/23447214.20241

Aldás-Salazar, D. S., Collantes-Vaca, S. M., & Reyes-Vásquez, J. P. (2016). Procesamiento de imágenes con visión artificial para el reconocimiento de placas vehiculares. Sathiri, 11, 133. https://doi.org/10.32645/13906925.15

Altamirano, M., Orozco, J., & Bacilio, J. (2016). Estudio de un sistema RFID para el control de inventarios y seguridad de libros en bibliotecas.Revista Científica y Tecnológica UPSE, 3(2), 118–123. https://doi.org/10.26423/rctu.v3i2.164

Amaral, F. V., Juliani, J. P., & Bettio, R. W. de. (2020). Internet das coisas aplicada no ambiente das bibliotecas: uma revisão sistemática da literatura internacional. Perspectivas Em Ciência Da Informação, 25(4), 80–101. https://doi.org/10.1590/1981-5344/4048

Chacón-Guerrero, E. J., & Eslava-Zapata, R. A. (2017). Aplicaciones de Software Científico para el análisis de datos en diseños mixtos de investigación. Ecomatematico, 8(1), 106–115. https://doi.org/10.22463/17948231.1481

Challa, R., Reddaiah, B., & Srinivasa, K. (2018). Efficient Record Management using RFID - Arduino Technology. International Journal of Computer Applications, 181(14), 42–45. https://doi.org/10.5120/ijca2018917823

Duroc, Y., & Tedjini, S. (2018). RFID: A key technology for Humanity. Comptes Rendus Physique, 19(1–2), 64–71. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2018.01.003

González, J., & Pazmiño, M. (2015). Cálculo e interpretación del Alfa de Cronbach para el caso de validación de la consistencia interna de un cuestionario, con dos posibles escalas tipo Likert. Revista Publicando, 2(1), 62–77

González-Martínez, J., & Martínez-Rodríguez, F. (2017). La percepción de los estudiantes acerca de la presencia de las TIC en la universidad. Un estudio en el ámbito de la Ingeniería en Colombia. Edutec. Revista Electrónica de Tecnología Educativa, 59, 1–15. https://doi.org/10.21556/edutec.2017.59.851

Hernández, R., Valencia, J., & Canto, J. (2017). Análisis Comparativo Entre El Rfid Y Otras Tecnologías De Información InalámbricasAplicables Al Control De La Gestión Logística. In Logística y cadena de suministro: tendencias y desafiós de México (Vol. 1, p. 165)

Meng, Z., & Li, Z. (2016). RFID Tag as a Sensor - A Review on the Innovative Designs and Applications. Measurement Science Review, 16(6), 305–315. https://doi.org/10.1515/msr-2016-0039

Merchán-Dueñas, D. E., Torres, S., Burneo, R., & Vásconez, G. (2011). Aplicaciones de la tecnología RFID en la cadena de abastecimiento del calzado en el Ecuador. ACI Avances En Ciencias e Ingenierías, 3(1), 19–23. https://doi.org/10.18272/aci.v3i1.58

Moctezuma-Ochoa, D. A. (2016). Re-identificación de personas a través de sus características soft-biométricas en un entorno multi-cámara de video-vigilancia. Ingeniería, Investigación y Tecnología, 17(2), 257–271. https://doi.org/10.1016/j.riit.2016.06.010

Nassar, V., & Vieira, M. (2019). La rastreabilidad de la medición del paciente en el hospital con la tecnología RFID TT. Revista de Ciencia y Tecnología, 32, 1–10. http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1851-75872019000200007&lang=en%0Ahttp://www.scielo.org.ar/pdf/recyt/n32/n32a07.pdf

Niño-Rondón, C. V., Castro-Casadiego, S. A., Medina-Delgado, B., & Guevara-Ibarra, D. (2020). Análisis de viabilidad y diseño de un sistema electrónico para el seguimiento de la dinámica poblacional en la ciudad de Cúcuta. Ingenierías USBMed, 11(1), 56–64. https://doi.org/10.21500/20275846.4489

Pinargote-Ortega, J. M., Cruz-Felipe, M. del R., Demera Ureta, G. P., Escobar-Moreira, R. D., & Medranda-Cobeña, G. I. (2019). RFID en el servicio bibliotecario de la UTM.Revista Científica, 3(36), 341–355. https://doi.org/10.14483/23448350.15090

Rizales-Semprum, M. J., Gómez-Valderrama, C. L., & Hernández-Suarez, C. A. (2019). Uso de herramientas tecnológicas para la enseñanza de la ciencias en educación media diversificada de acuerdo a la modalidad de estudio a distancia. Eco Matemático, 8231(2), 35–46. https://doi.org/10.22463/17948231.2591

Seco, F., Koutsou, K., Ramos, F., & Jimenez, A.R. (2013). Localizacion personal en entornos interiores con tecnologia RFID. RIAI - Revista Iberoamericana de Automatica e Informatica Industrial, 10(3), 313–324. https://doi.org/10.1016/j.riai.2013.05.004

Vega-Luna, J. I., Sánchez-Rangel, F. J., Salgado- Guzmán, G., & Lagos-Acosta, M. A. (2018). Sistema de acceso usando una tarjeta RFiD y verificación de rostro. Ingenius, 20, 108–118. https://doi.org/10.17163/ings.n20.2018.10

Xie, M., Wang, M., & Liu, Z. (2015). An RFID-based dynamic positioning scheme with MATLAB GUI. 2015 2nd International Conference on Information Science and Control Engineering, ICISCE 2015, 61172054, 582–586. https://doi.org/10.1109/ICISCE.2015.135

Zamora-Aray, J. A., Ramírez-Jiménez, J., & Delgado-Navarro, F. (2020). Uso de herramientas tecnológicas y su impacto en el rendimiento en el curso de Cálculo II de la Universidad Nacional. Eco Matemático, 11(1), 6–17. https://doi.org/10.22463/17948231.2598

Zhang, J., Lyu, Y., Patton, J., Periaswamy, S. C. G., & Roppel, T. (2018). BFVP: A Probabilistic UHF RFID Tag Localization Algorithm Using Bayesian Filter and a Variable Power RFID Model. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65(10), 8250–8259.https://doi.org/10.1109/TIE.2018.2803720