Dentro de las problemáticas principales destacan los problemas de integración entre los diferentes sistemas que tiene la universidad, no hay suficientes puntos de autopréstamo y la poca robustez del sistema existente. De igual modo, como solución se propone la conexión de nuevos puntos de autopréstamo optimizados y bioseguros, además de construir un sistema replicable y escalable más económico.

Teniendo en cuanta lo anterior, se construye el proceso que debe seguir el usuario para hacer uso de las maquinas de autopréstamo:

1. Colocar el libro en la plataforma de lectura
2. Colocar el carné en el dispositivo lector
3. Conexión con la base de datos del SINAB
4. Autenticación biométrica
5. Desmagnetización y registro de préstamo en la base de datos
6. Muestra de mensaje de préstamo realizado

De igual manera, se construye el proceso para la autodevolución:

1. Colocar el libro en la plataforma de lectura
2. Conexión con la base de datos del SINAB
3. Magnetización y registro de devolución en la base de datos
4. Muestra de mensaje de entrega realizada
5. Entrega y clasificación del libro por piso.

Sin embargo, no solo se consideran las acciones o tareas del usuario, también las que realizara el sistema, por ello inicialmente se construye el diagrama de flujo del sistema que se muestra a continuación, en el cual las líneas y cuadros punteados rojos sirven de evidencia como resultado del rediseño realizado producto de la reevaluación y la consideración de ciertas restricciones normativas. En especifico cada línea roja representa que se ha agregado un paso intermedio que se considera indispensable para el correcto funcionamiento del sistema; los recuadros punteados representan un cambio en el paso ocasionado por normativas de tratamientos de datos.

Haciendo los respectivos cambios en los lugares resaltados, se llega al diagrama final mostrado a continuación, el cual puede estar sujeto a cambios dependiendo del resultado de la iteración en el desarrollo del proyecto.

El flujo anterior sigue de cerca las decisiones y tareas que se dan en el sistema para cumplir con lo que pide el usuario para un buen préstamo del libro.

A partir de lo anterior, se construye un diagrama de flujo de caja negra, en donde se integran las diferentes partes o divisiones que tendrá el sistema, que serán explicadas con mayor detalle más adelante, el diagrama ilustra el proceso de autenticación de libro y usuario, la desmagnetización del libro, la integración y visualización del proceso en un solo paso, además de la comunicación del sistema con el sistema de información y la alimentación:

Para ser mas específicos, el proceso de autenticación del libro y usuario comprende el uso de lectores RFID para ambos que permitirán emitir un numero hexadecimal que será el identificador único del libro o del usuario, al realizar la comunicación con el sistema de información y realizar un contraste con las bases de datos del proyecto, se podrá identificar el estado del usuario y de los libros para poder realizar un correcto autopréstamo. Además del proceso de autenticación se tiene un proceso que brinda la seguridad al sistema dado por el desmagnetizador, que como su nombre lo indica desmagnetiza la cinta de seguridad que tienen los libros y que permite saber a la salida de la biblioteca si un libro tiene el permiso de salir de las instalaciones, además de la verificación biométrica, con la clave institucional que es única de cada miembro de la comunidad universitaria. El sistema se complementa con un modulo de alimentación que permitirá el funcionamiento de todo el sistema en conjunto.

Para un correcto funcionamiento, se tiene en cuenta las siguientes especificaciones:

Dentro de las especificaciones de funcionamiento se encuentra que el sistema debe cumplir con las siguientes tareas:

• Mostrar en pantalla información instructiva para el usuario como los pasos a seguir en el proceso
• Identificación del usuario por medio del carné universitario (tarjeta TIUN)
• Verificación de seguridad con clave de correo institucional
• Identificación del libro gracias al sticker RFID
• Comunicación con el sistema de información de las bibliotecas ALEPH
• Se mostrará la información general del préstamo, permitiendo que el usuario acepte y se da la notificación del préstamo
• Desensibilización de bandas magnéticas de seguridad del libro
• Recopilación de información para poder generar estadísticas del autopréstamo por cada una de las bibliotecas.
• El proceso de auto devolución conserva el mismo principio de funcionamiento del autopréstamo, con el único cambio de que se hace una sensibilización de las bandas magnéticas de seguridad del libro devuelto y la clasificación por casilleros, según el piso donde se encuentra ubicada la estantería del libro

Dentro de las especificaciones físicas se encuentra que el sistema debe hacer uso de los siguientes dispositivos:

• Lectores RFID
• Desensibilizador de bandas magnéticas
• Indicadores visuales como orientación en las partes de identificación del usuario y donde poner el libro
• Seguridad del sistema (No hay acceso a la estructura interna de la maquina, solo con una llave o detector de credencial)
• Conexión eléctrica o alimentación de energía

Dentro de las especificaciones eléctricas, el sistema deberá cumplir con:

• Normas de compatibilidad electromagnética
• Normas sobre la conexión de la alimentación
• Comunicaciones con los lectores a la salida
• Normas de diseño PCB para evitar cortos circuitos

Por último, lo que respecta a las especificaciones legales y éticas, se tendrán presente:

• La Ley de protección de datos
• El cumplimiento de normas: CE(normatividad seguridad europea), RCM(Norma SAE JA1011 de mantenimiento centrada en la fiabilidad), ETSI(Instituto europeo de normas de telecomunicaciones), FCC(Comisión federal de comunicaciones, encargada de establecer límites en las frecuencias), ADA(Norma de accesibilidad de personas con discapacidad), DDA, ETL(certificación de seguridad eléctrica) , todas estas normas son las que tienen las maquinas de autopréstamo que actualmente son utilizadas.

Cabe resaltar que se realizaron cambios en el alcance del proyecto, teniendo en cuenta que se busca hacer un sistema piloto, así que las bases de datos serán creadas por el sistema de información con información de los estudiantes del curso como usuarios, así no se tendría la comunicación con el sistema de información de bibliotecas o tener que extraer toda la información de la tarjeta TIUN, se usaría la información de las bases de dato asociadas a una serie de numero y letras que se comportan como identificación para cada uno de los libros y usuarios. Además de esto se realizan los siguientes cambios:

• Comunicación y extracción de la información de las bases de datos del sistema.
• La segunda comprobación de identidad del usuario se realiza por medio de la clave institucional.
• Interfaz de usuario con el uso de pantalla y teclado
• La conexión eléctrica y la alimentación del sistema debe tener seguridad ante errores del usuario
• Los procesos donde es participe el usuario, deben ser intuitivos para la fácil ejecución de las tareas.
• Se tienen en cuenta las normas de Reciclaje de dispositivos eléctricos y electrónicos.

Diagrama general de conexiones

Para el desarrollo de un sistema eficiente y que cumpla con los objetivos del proyecto, se realiza las conexiones del sistema de la siguiente manera:

Ya teniendo claridad sobre todas las especificaciones y módulos que comprenden el sistema, se procede a investigar y definir ciertos dispositivos electrónicos que cumplen con los objetivos de cada modulo y de igual manera se investiga sobre las conexiones que tendrá el sistema entre si, como se muestra a continuación y como se especificará mas a fondo en las secciones siguientes:

Las conexiones por cada dispositivo serán especificadas de mejor manera en cada uno de los subsistemas, por el momento este será el sistema de conexiones vigente, hasta establecer más cambio en el sistema. A continuación se establece un primer diseño sobre las conexiones y posibles canales que se utilizaran en la comunicación MQTT con el sistema de información:

Dentro se tienen 4 canales, 2 son netamente de validación de las partes involucradas en el préstamo de los libros y los otros dos corresponden a actualización de la información por parte del sistema de bibliotecas, para que se de la respectiva actualización de los estados del usuario y del libro en las bases de datos

Diagrama de conexiones resultante

Después del proceso de diseño iterativo, se obtuvo un sistema más concreto con bloques adicionales a los mencionados anteriormente. Se incluyen entonces de manera más específica bloques como los de alimentación, las conexiones con el sistema de desmagnetización, la comunicación PS/2 con el teclado y el bus de conexión SPI. El diagrama de bloques definitivo se tiene entonces como:

Diagrama de funcionamiento final

Diagrama de software