Latin American Journal of Computing
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Registrador de datos pluviométricos basado en el microcontrolador ATMEL y el transceptor LoRa
Get PDFThe water and soil program (PROMAS) of the University of Cuenca contributes to the sustainable management of water and soil resources. To carry out this task, PROMAS requires, among others, to monitor environmental parameters using meteorological stations. In the present work, a rainfall data logger was developed on a compact printed circuit board (PCB) using surface mount components. LoRaWAN/ LoRa technology is used to transmit the information. LoRa is one of the LPWAN low power, long range network technologies. LoRaWAN is a protocol that manages end-to-end communication. This development integrates the acquisition, storage and transmission of data. The architecture is made up of a gateway device, the network server, and sensor nodes distributed over the area of interest. The data logger has the additional function of downloading data on-site using WiFi technology. The tests carried out showed that the developed prototype worked correctly in the acquisition, transmission and storage of data.El programa del agua y el suelo (PROMAS) de la Universidad de Cuenca contribuye al manejo sostenible de los recursos agua y suelo. Para llevar a cabo este cometido, el PROMAS requiere, entre otros, monitorear parámetros ambientales utilizando estaciones meteorológicas. En el presente trabajo se desarrolló un registrador de datos pluviométricos en un PCB compacto utilizando componentes de montaje superficial. Para transmitir la información se usa la tecnología LoRaWAN/LoRa. LoRa es una de las tecnologías de redes de largo alcance y bajo consumo LPWAN. LoRaWAN es un protocolo que gestiona la comunicación de extremo a extremo. Este desarrollo integra la adquisición, el almacenamiento y la transmisión de los datos. La arquitectura está integrada por nodos sensores distribuidos en toda el área de interés, un dispositivo gateway y el servidor de red. El registrador de datos tiene como función adicional la descarga de datos in-situ usando tecnología WiFi, para esto se utiliza un gateway. Las pruebas realizadas mostraron que el prototipo desarrollado funcionó correctamente en la adquisición, transmisión y almacenamiento de datos
Editorial
Get PDFDear readers,
Welcome to Number 2 Volume 7 of Latin-American Computing Journal. This is the second issue that we make available during the global COVID-19 pandemic and with it the 2020 activity closes. On this occasion, the editors of LAJC wish to thank the many hours of dedication in the fulfillment of their professional, academic and research responsibilities of our readers and collaborators during this time.
In this regular issue, I am pleased to present an interesting variety of relevant research articles in their respective fields. We hope that the eight selected topics will generate interest and encourage our readers in their various activities. A brief synopsis of each is shown below.
The article "Digital agriculture in pitahaya crop" presents a technological solution that provides relevant information for precision agriculture. This solution was implemented in the Palora region, Morona Santiago Province, Ecuador where there are 1,528 hectares of pitahaya crops. In the article "Anomaly detection under a cognitive security model", an architecture is implemented to differentiate the behavior of benign from malicious network traffic, to support the cognitive processes of security analysts. In the third article "Design and implementation of a wireless sensor network with LoRa technology for industrial monitoring", an architecture for short-range communications with low-cost equipment is proposed. This solution was validated in two industrial scenarios. The study “A comparative evaluation of the performance of open-source SDN controllers" creates a software-defined network using lightweight virtualization mechanisms to compare latency, performance, and scalability of three open protocol controllers. The authors of “An implementation of a virus focused on mobile devices with Android. An Ethical Hacking Event” use a virtualized platform to perform penetration tests on Android systems to study the vulnerabilities of said systems. The article "Digital image processing in the creation of an intelligent system prototype for text detection and recognition in the labeling process of electrical cable" uses a database of images of cables of different color, text color, cable type and caliber, similar to those used in industrial plants, obtaining average error rates of 6.54%, 3.97% and 2.53%. The following article “Rain gauge data logger based on ATMEL microcontroller and LoRa transceiver” implements a weather station with low power consumption and reduced costs for data acquisition, storage, and transmission. During the confinement, the authors of the article "Use of technology in Industry 4.0 to support the fight against the COVID-19 epidemic through a hand hygiene dispenser using locally built devices" used easily available and low cost materials to manufacture a device that detects the presence of the user\u27s hands in front of the sanitizing liquid dispenser duct.
I thank the authors and reviewers of this issue for their valuable and generous contribution. Finally, a well-deserved annual recognition to all the authors and reviewers who have selflessly supported LAJC since its inception in 2014.
Enjoy reading this issue! Estimados lectores,
Bienvenidos al Número 2 Volumen 7 de Latin-American Journal of Computing. Este es el segundo número que ponemos a disposición durante la pandemia global de COVID-19 y con él se cierra la actividad del 2020. En esta oportunidad, los editores de LAJC deseamos agradecer las muchas horas de dedicación en el cumplimiento de su labor profesional, académica e investigativa de nuestros lectores y colaboradores durante esta época.
En este número regular, me complace presentar una interesante variedad de artículos de investigación relevantes en sus respectivos campos. Esperamos que los ocho temas seleccionados logren interesar e incentivar a nuestros lectores en sus diversas actividades. Una breve sinopsis de cada uno se muestra a continuación.
El artículo “Agricultura digital en el cultivo de pitahaya” presenta una solución tecnológica que provee información relevante para una agricultura de precisión. Dicha solución se implantó en el cantón Palora, Provincia Morona Santiago, Ecuador donde existen 1528 hectáreas de sembríos de pitahaya. En el artículo “Detección de anomalías bajo un modelo de seguridad cognitiva” se implementa una arquitectura para diferenciar el comportamiento del tráfico de red benigno del malicioso, como apoyo a los procesos cognitivos de los analistas de seguridad. En el tercer artículo “Diseño e implementación de una red inalámbrica de sensores con tecnología LoRa para monitoreo industrial” se propone una arquitectura para comunicaciones de corto alcance con equipos de bajo costo que ha sido validada en dos escenarios industriales. En el estudio realizado en “Evaluación comparativa del rendimiento de controladores SDN de código abierto” se crea una red definida por software utilizando mecanismos de virtualización livianos para comparar latencia, desempeño y escalabilidad de tres controladores de protocolo abierto. Los autores de “Implementación de un virus enfocado en dispositivos móviles Android. Un evento de hacking ético” utilizan una plataforma virtualizada para realizar pruebas de penetración a sistemas Androide para estudiar las vulnerabilidades de dichos sistemas. El artículo “Procesamiento digital de imágenes en la creación de prototipo de sistema inteligente para detección y reconocimiento de texto en etiquetas de conductores eléctricos recubiertos” se emplea una base de datos de imágenes de cables de diverso color, color del texto, tipo de cable y calibre, similares a los que se usan en plantas industriales, obteniendo tasas de error promedio de 6.54%, 3.97% y 2.53%. El siguiente artículo “Registrador de datos pluviométricos basado en el microcontrolador ATMEL y el transceptor LoRa” se implementa una estación meteorológica de bajo consumo de energía y costos reducidos para la adquisición, almacenamiento y transmisión de datos. Durante el confinamiento, los autores del artículo “Uso de la tecnología en Industria 4.0 para apoyar en el combate de la epidemia por COVID-19 a través de un dispensador para higiene de las manos usando dispositivos de construcción local” usaron materiales de fácil adquisición y bajo costo para fabricar un dispositivo que detecta la presencia de las manos del usuario frente al ducto del dispensador de líquido sanitizante.
Agradezco a los autores y revisores de este número por su valiosa y generosa contribución. Para finalizar, un merecido reconocimiento anual a todos los autores y revisores que han apoyado desinteresadamente a la revista LAJC desde sus inicios en el 2014.
¡Disfruten la lectura de este número
Evaluación de las funcionalidades de los sistemas de detección de intrusos basados en la red de plataformas open source utilizando la técnica de detección de anomalías
Get PDFThe purpose of this research work is to evaluate the functionality of the intrusion detection systems (IDS) based on Open Source platforms using the anomalies detection technique, defining several concepts about intrusion detection systems. For the evaluation of the IDS a methodology based on the application and quasi-experimental research was used, considering the existing knowledge and the implementation of the cases of: learning, simulation of attacks and application by means of virtual scenarios, on which they were installed the Snort, Suricata and Bro IDS and the different Benchmark tools. The correlation of the alerts issued by both Snort and Suricata using the anomaly detection technique based on statistical data, allowed to determine the true positives (TP) for the effective alerts and the false negatives (FN) for the anomalies.El presente trabajo investigativo tiene por objeto evaluar las funcionalidades de los sistemas de detección de intrusos (IDS) basados en red de plataformas Open Source utilizando la técnica de detección de anomalías, definiendo varios conceptos acerca de los sistemas de detección de intrusos. Para la evaluación de los IDS se utilizó una metodología basada en la investigación aplicativa y cuasiexperimental, considerando los conocimientos existentes y la implementación de los casos de: aprendizaje, simulación de ataques y aplicativo, por medio escenarios virtuales, sobre los cuales se instalaron los IDS Snort, Suricata, Bro y las diferentes herramientas de Benchmark. La correlación de las alertas emitidas tanto por Snort y Suricata utilizando la técnica de detección de anomalías basada en datos estadísticos, permitió determinar los verdaderos positivos (VP) para las alertas efectivas y los falsos negativos (FN) para las anomalías
Calificación Estadística para Aprobación de Créditos Comerciales mediante Modelos Aditivos Generalizados
Get PDFThis article presents the application of a methodological procedure for the construction of a statistical qualification model for the approval of commercial credits in a public financial institution. In this line, the main aim is to reveal the benefits of using generalized additive models (GAM), whose functional structures contemplate the possible non-linearity of the explanatory variables of credit risk in relation to compliance with the payment obligations of borrowers, compared to linear models like the logit. This topic becomes relevant in view of the need for financial institutions to have the right tools and information management systems that allow them to de-establish strategies to improve the placement of their loan portfolio with clients who can fulfill their agreed obligations within the established deadlines, without incurring partial or total delays; in short, minimizing your credit risk. Additionally, in order to meet the stated need, the methodological procedure is applied through programming in the R software, with which the modeling is easily replicable.El presente artículo presenta la aplicación de un procedimiento metodológico para la construcción de un modelo de calificación estadística para la aprobación de créditos comerciales en una institución financiera pública. En esta línea se pretende develar principalmente las bondades de utilizar modelos aditivos generalizados (GAM), cuyas estructuras funcionales contemplan la posible no linealidad de las variables explicativas del riesgo de crédito en su relación con el cumplimiento de las obligaciones de pago de los acreditados, frente a modelos lineales como el logit. Esta temática se torna relevante ante la necesidad de las instituciones financieras de contar con herramientas y sistemas de manejo de información acertados que les permita establecer estrategias para mejorar la colocación de su cartera de créditos en clientes que puedan cumplir con sus obligaciones pactadas en los plazos previstos, sin incurrir en retrasos parciales o totales; en definitiva, minimizando su riesgo de crédito. Adicionalmente, con la finalidad de atender la necesidad expuesta se realiza la aplicación del procedimiento metodológico mediante programación en el software R con lo cual el modelamiento es fácilmente replicable
Sistema de Recomendación de Asignaturas en el Proceso de Registro y Matrícula de Estudiantes Universitarios
Get PDFCurrently, recommendation systems are widely used to analyze user preferences and suggest related items. At the university level, the moment in which a subject is chosen by a student for his next educational stage, is monitored by an Academic Counselor, who according to the student record, and comparing similar profiles throughout his career, must recommend which subjects could contribute to student performance and learning. The present work represented an effort to design a recommender that is based on the modeling of the causal relationships existing between the subjects of the curricular curriculum of a university career, using fuzzy cognitive maps and OWA aggregation operators. The workflow of the proposed model and its implementation were applied through the computer tool (FCMDecision). A case study with the student records of a university in Guayaquil was developed, and an experiment was also carried out to test interpretability results with other existing models. Among the main results are the reliability of the metrics for the static analysis of fuzzy maps, the similarity with respect to a target student, and the importance that each subject represents in a new record.Actualmente, los sistemas derecomendación son ampliamente utilizados paraanalizar preferencias de usuarios y sugerirlesítems afines. En el ámbito universitario, elmomento en el cual una asignatura es elegidapor un estudiante para su siguiente etapaeducativa, es monitoreado por un ConsejeroAcadémico, quien de acuerdo con el récordestudiantil, y comparando perfiles similaresa lo largo de su carrera, debe recomendarcuáles asignaturas, podrían contribuir alrendimiento y aprendizaje del estudiante. Elpresente trabajo representó un esfuerzo pordiseñar un recomendador que se apoya en elmodelado de las relaciones causales existentesentre las asignaturas del pénsum curricular deuna carrera universitaria, empleando mapascognitivos difusos y operadores de agregaciónOWA. Se aplicó el flujo de trabajo del modelopropuesto y su implementación, a través de laherramienta informática (FCM-Decision). Sedesarrolló un estudio de caso con los récordsestudiantiles de una universidad en Guayaquil,y además, se realizó un experimento paraprobar los resultados de interpretabilidad conotros modelos existentes. Entre los principalesresultados están la fiabilidad de las métricaspara el análisis estático de mapas difusos, lasimilitud respecto a un estudiante objetivo, y laimportancia que cada asignatura representa enun nuevo registro
Evaluación comparativa del rendimiento de controladores SDN de código abierto
Get PDFSoftware-defined Networking (SDN) constitutes a new era in the development of internetworking. The SDN paradigm splits the data plane from the control plane. It uses controller equipment, which is responsible for centrally managing several network devices simultaneously. This study analyzes three open-source controllers for SDN based on the OpenFlow protocol. Specifically, the performance of FloodLight, OpenDayLight (ODL), and Ryu controllers is evaluated in terms of latency, throughput, and scalability. In doing so, the Cbench tool is used in an emulated environment with Mininet. The results show that the Ryu controller presents the lowest performance in all the evaluated parameters; ODL provides lower latency and FloodLight higher throughput. Regarding scalability, we conclude that Floodlight can be used in small networks, whereas ODL can be used in dense networks. Furthermore, we evaluate their main characteristics, which must be considered for their choice prior to implementation and deployment.Las redes definidas por software (SDN) constituyen una nueva era en el diseño de la interconexión de redes. El paradigma SDN separa el plano de datos del plano de control. Para esto utiliza un equipo controlador, que se encarga de gestionar de forma centralizada varios dispositivos de red al mismo tiempo. Este estudio analiza tres controladores SDN de código abierto basados en el protocol OpenFlow. Específicamente, el rendimiento de los controladores FloodLight, OpenDayLight (ODL) y Ryu son evaluados en términos de latencia, throughput y escalabilidad. Para ello se utilizó la herramienta Cbench en un entorno emulado con Mininet. Los resultados muestran que el controlador presenta un menor rendimiento en todos los parámetros evaluados; ODL tiene una menor latencia y Floodlight un mayor throughput. En lo que tiene que ver a escalabilidad, se concluye que Floodlight es recomendable para redes pequeñas y ODL para redes densas. Además, evaluamos sus principales características, las cuales deben ser tomadas en cuenta para su elección antes de su implementación y despliegue
Detección de Anomalías Bajo un Modelo de Seguridad Cognitiva
Get PDFCybersecurity attacks are considered among the top five of risks worldwide, according to the World Economic Forum in the year 2019. This context has generated the need to improve the tasks of cybersecurity defense in organizations. Improving the effectiveness in executing a cybersecurity task requires three pillars: people, processes and technologies. The proposal in this work is to analyze the integration of these three components as a strategy to improve the effectiveness of the execution of operational tasks in cyber defense, specifically the detection of anomalies. Based on the foundation that: cybersecurity operational tasks carried out daily by analysts require the use of cognitive processes, and that the use of techniques based on technologies such as machine learning, data mining and data science have generally been used to automate cybersecurity tasks, we have considered the use of cognitive security, as a strategy to improve the anomaly detection process, taking into account the cognitive processes and skills that are executed by the security analyst.Los ataques de ciberseguridad están considerados entre los 5 principales riesgos alrededor del mundo, de acuerdo al World Economic Forum en el año 2019. Este contexto ha generado la necesidad de mejorar las tareas de defensa de ciberseguridad en las organizaciones. Mejorar la efectividad en ejecutar una tarea de ciberseguridad requiere tres pilares: personas, procesos y tecnologías. El propósito de este trabajo, es analizar la integración de estos tres componentes como una estrategia para mejorar la efectividad de la ejecución de tareas operacionales de ciberdefensa, específicamente la detección de anomalías. Basados en el fundamento de: que las tareas operacionales de ciberseguridad llevadas a cabo diariamente por analistas, requieren de procesos cognitivos, y que el uso de técnicas basadas en tecnologías como el aprendizaje de máquina, la minería de datos y la ciencia de datos han sido usadas generalmente para automatizar las tareas de ciberseguridad como la detección de anomalías, hemos considerado el uso de la seguridad cognitiva, como una estrategia para mejorar el proceso de detección de anomalías, teniendo en cuenta los procesos y habilidades cognitivas que son ejecutadas por el analista de seguridad
Diseño de un software de gestión de Portfolios para la personalización de la enseñanza en ambientes universitarios
Get PDFThis article presents the process of developing eportfolios management software and the results obtained through its use in a subject. The software focuses mainly on personalizing learning in university context. For this, the system takes into account both the different levels of assimilation of knowledge that a student can achieve and indicators that give the teacher a guideline of progress in the learning process. With the work, authors wants to provide support to teachers in the learning process, through the proposal of a learning path to achieve the highest possible levels of learning for a particular student through the use of learning materials adapted to each situation.En este artículo se presenta el proceso de desarrollo de un software de administración de portafolios electrónicos (eportfolios) y los resultados obtenidos mediante su uso en una asignatura. El software se centra, principalmente, en la personalización de la enseñanza en ambientes universitarios. Para ello, el sistema tiene en cuenta tanto los diferentes niveles de asimilación de conocimiento que puede alcanzar un estudiante como indicadores que le dan la pauta al profesor del avance en el proceso de aprendizaje. Con el trabajo, se busca brindar soporte a docentes en el proceso de enseñanza aprendizaje, mediante el planteo de un recorrido de enseñanza que busca lograr los mayores niveles de aprendizaje posibles para un estudiante particular mediante el uso de materiales de estudio adaptados para cada situación
Editorial
Get PDFNo one could have imagined the unusual interest in science and technology that the context of the pandemic sparked. The incessant questioning in a time marked by uncertainty demands urgent answers from science and research to explain, examine possible solutions, and envision a post-COVID-19 scenario. Although health sciences play a crucial role, the multiple edges of this health emergency unfailingly call for the conjugation of all disciplines for their urgent and rigorous contribution. Engineering, especially artificial intelligence, health, and communication technologies, along with the social and human sciences, are allowing us to face emerging situations, enhance epidemiological surveillance and sustain the socio-economic fabric. Information technologies provide solutions for monitoring symptoms and the consequent prevention of care needs; they also allow knowing the location of people, guaranteeing physical distance, and maintaining social closeness. The different communication alternatives provide the right to access timely information and strengthen the community fabric to face risks as well as becoming aware of infection prevention and control measures. When approaching towards technologies became mandatory, deep asymmetries were uncovered, but at the same time, when exploring the potential of digital tools, new ways and modalities gained strength: teleworking, videoconferencing software, online courses, telemedicine, virtual classrooms and a long etcetera of solutions that have become a part of daily living that is expected to be temporary. On the other hand, the use of intrusive tools in an emergency context poses challenges and dangers. For instance, facial recognition could play an important role in guaranteeing compliance with the basic prevention guidelines established by health authorities, but limits must be observed to avoid violating the right to privacy and confidentiality of personal data. Regarding surveillance measures, there is a risk that they will become permanent with capabilities and infrastructure that would hardly be unstructured. At the end of this crisis, we will have to appreciate learning, which entails shoring up education, science, technology and research as an inalienable and unavoidable commitment, constituting its investment not only as a governmental initiative, but also as a State policy. Our thanks to those who contribute daily to this Journal. This issue is dedicated to all the people who are on the first front to win the battle against COVID-19, exposing themselves to being infected for saving lives; and to those innumerable human beings who, from the countryside or the city, help with their work, often silent and invisible, to sustain the dynamics that make this strange everydayness bearable.Nadie habría podido imaginar el inusitado interés por la ciencia y la tecnología que concitara el contexto de la pandemia. El incesante cuestionamiento en una época signada por la incertidumbre demanda de la ciencia y la investigación respuestas urgentes que expliquen, atisben posibles soluciones y avizoren un panorama post COVID-19. Si bien las ciencias de la salud juegan un papel crucial, las múltiples aristas de esta emergencia sanitaria convocan indefectiblemente a la conjugación de todas las disciplinas para aportar con urgencia y rigor. La ingeniería, especialmente, la inteligencia artificial, las tecnologías para la salud y las comunicaciones, junto con las ciencias sociales y humanas nos están permitiendo afrontar situaciones emergentes, potenciar la vigilancia epidemiológica y sostener el tejido socio-económico. Las tecnologías de la información aportan soluciones para el monitoreo de síntomas y la consecuente prevención de necesidades de atención, permiten conocer la ubicación de las personas, garantizar el distanciamiento físico y sostener la cercanía social. Las diferentes alternativas de comunicación aportan al derecho de acceder a una información oportuna y fortalecer el tejido comunitario para afrontar riesgos así como tomar conciencia sobre las medidas de prevención y control de la infección. Al tornarse obligatorio el acercamiento a las tecnologías se desnudaron profundas asimetrías pero -a la par- al explorar el potencial de las herramientas digitales cobraron fuerza nuevas maneras y modalidades: teletrabajo, software para videoconferencias, cursos a distancia, telemedicina, clases virtuales y un largo etcétera de soluciones que han pasado a ser parte de una cotidianidad que cabe esperar sea pasajera. Por otro lado, el uso de herramientas intrusivas en un contexto de emergencia plantea retos y peligros. Por ejemplo, el reconocimiento facial podría jugar un papel importante para garantizar el cumplimiento de los lineamientos básicos de prevención que dictaminan las autoridades en salud pero habrá que cuidar los límites para no violentar el derecho a la privacidad y a la confidencialidad de datos personales. En cuanto a las medidas de vigilancia subyace el riesgo de que se conviertan en permanentes con capacidades e infraestructuras que difícilmente serían desestructuradas. Al final de esta crisis habremos de justipreciar los aprendizajes, entre ellos, el apuntalar la educación, la ciencia, la tecnología y la investigación deberá ser un compromiso irrenunciable e inaplazable constituyendo su inversión no solo como una iniciativa de gobierno sino como una política de Estado. Nuestro agradecimiento a quienes contribuyen día a día con esta Revista. Este número está dedicado a todas las personas que se encuentran en el primer frente para ganar la batalla contra la COVID-19, exponiéndose a ser contagiados para salvar vidas; y, a innumerables seres humanos que desde el campo o la ciudad ayudan con su trabajo, muchas veces silencioso e invisible, a sostener dinámicas que hacen llevadera esta extraña cotidianidad.  
Diseño de sistema de monitoreo simple para redes de gran escala
Get PDFCurrently, there are network management tools that try to monitor devices from different manufacturers. However, none of them allow you to automate the monitoring tasks carried out on the network. To tackle this problem, we propose a tailored system that automatically checks the networking devices’ configuration files. In this way, the technicians can spend their time resolving the faults found, resulting in a more efficient use of their workdays. The proposed monitoring system was developed for the WAN of Corporación Nacional de Telecomunicaciones (CNT EP) of Ecuador, in which two forms are used for the automatic analysis of configuration records: 1) by interactive use of commands that can be used in any of the devices, independently of his brand. 2) by using the MIB objects of Cisco, which are most of the network devices. The system was developed using free software and the whole, automatic network monitoring is carried out by our system in 14 hours, which represents a reduction in time of approximately 94%.Actualmente, existen muchas herramientas de administración de redes que tratan de monitorizar dispositivos de diferentes casas fabricantes. Sin embargo, ninguna de ellas permite automatizar las tareas de monitoreo que se realizan en la red. Para solventar este problema, se propone un sistema a medida que verifica automáticamente los archivos de configuración de los equipos de red para que los técnicos puedan dedicar su tiempo a solucionar los fallos encontrados, lo que dará como resultado un uso más eficiente de sus días de trabajo. El sistema de monitoreo propuesto se desarrolla para la red WAN de la Corporación Nacional de Telecomunicaciones (CNT EP) de Ecuador, en el cual se utiliza dos formas para el análisis automático de los registros de configuración: 1) mediante el uso interactivo de comandos que se pueden usar en cualquiera de los dispositivos, independientemente de su marca. 2) mediante el uso de los objetos MIB de Cisco, que son la mayoría de los dispositivos de la red. El sistema se desarrolló utilizando software gratuito y nuestro sistema lleva a cabo la supervisión automática de la red en 14 horas, lo que representa una reducción en el tiempo de aproximadamente el 94%