El Marco Teórico no es un glosario de términos. No debes explicar "Qué es una resistencia". El Marco Teórico es la armadura conceptual de tu Tesis. Su propósito es demostrarle al jurado que exploraste todas las alternativas posibles y seleccionaste tu arquitectura basándote en la física, las matemáticas y las normas internacionales.
Si usas un microcontrolador y la competencia usa un PLC, aquí es donde explicas académicamente el Costo Total de Propiedad (TCO), el consumo energético y el determinismo de ejecución. Es la fundamentación racional de tu obra.
Tu documento debe estructurarse alrededor de las cuatro disciplinas mayores que dominaste en este proyecto:
Paso 1: El Arte de Descartar.
En la academia, descartar una tecnología es tan importante como elegirla. No basta decir "Elegí el STM32". Debes escribir: "Aunque microcomputadoras como la Raspberry Pi ofrecen mayor capacidad de procesamiento, su sistema operativo basado en Linux no garantiza latencias deterministas por debajo del milisegundo, lo cual es inaceptable para el registro metrológico de la turbina Hall. Por ello, se optó por un microcontrolador Cortex-M4."
Paso 2: Matemáticas sobre Código.
En la sección 2.2, no pegues tu código C del `Fast_IntToStr`. Explica el concepto de que el procesador carece de una FPU (Unidad de Punto Flotante) de doble precisión de 64 bits, y que al usar `float` estándar de 32 bits (IEEE 754), los montos financieros mayores a $100,000 pesos perderán los centavos exactos por truncamiento mantisal. Esa es una defensa irrefutable del uso de Fixed-Point Math (Punto Fijo).
Como verdaderos ingenieros, utilizaremos LaTeX para maquetar la tesis. El siguiente bloque es el esquema fuente .tex que compilará el índice de tu Marco Teórico con un formato académico inmaculado.
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% Archivo: capitulo2_marco_teorico.tex
% Proyecto: Tesis Despachador Gas LP IoT
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\chapter{Marco Teórico y Estado de la Técnica}
\label{cap:marco_teorico}
La presente arquitectura de hardware y firmware requiere una fundamentación
multidisciplinaria. Este capítulo expone los conceptos físicos, computacionales
y normativos que sustentan el diseño de un equipo despachador de grado comercial.
\section{Sistemas Embebidos Críticos y Determinismo}
En aplicaciones donde un retardo computacional implica pérdida financiera o
riesgos de seguridad, el determinismo temporal es mandatorio.
\subsection{Microcontroladores ARM Cortex-M4}
Se describe la arquitectura Harvard, el controlador de interrupciones anidadas
(NVIC) y su ventaja sobre arquitecturas de 8 bits en aplicaciones industriales.
\subsection{Paradigmas de Ejecución: Bare-Metal vs RTOS}
Justificación del uso inicial de la técnica ``Super Loop'' (Bare-Metal) para
el aislamiento puro de la metrología, y las condiciones límite que exigen la
transición hacia un Sistema Operativo en Tiempo Real (FreeRTOS).
\subsection{Tolerancia a Fallos Hw/Sw}
Análisis del circuito Watchdog Independiente (IWDG), el Detector de Voltaje
Programable (PVD) y el uso de Registros de Respaldo SRAM para la técnica de
\textit{Continuous Journaling} ante interrupciones de suministro eléctrico.
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\section{Metrología y Análisis Numérico}
\subsection{Precisión Computacional: Limitaciones del estándar IEEE 754}
Demostración matemática de la pérdida de precisión en números de coma flotante
de 32 bits aplicados a transacciones financieras acumulativas. Se fundamenta el
uso de Aritmética de Punto Fijo en base 10,000.
\subsection{Dinámica de Fluidos y Deslizamiento (Slippage)}
Estudio del desgaste mecánico en caudalímetros de turbina y fundamentación de
los algoritmos de interpolación lineal para la compensación de deriva
metrológica a través del tiempo.
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\section{Arquitectura IoT y Ciberseguridad en el Borde (Edge)}
\subsection{Segregación de Superficie de Ataque}
Defensa del diseño de hardware segregado: aislamiento físico entre el
procesador metrológico (STM32) y el co-procesador de red (ESP32) para
evitar inyecciones de código a través de la red TCP/IP.
\subsection{Protocolos Ligeros y Autenticación Mútua}
Análisis comparativo entre HTTP y MQTT. Justificación de MQTT por su bajo
overhead y soporte nativo para QOS 1 en entornos de red inestables. Descripción
de los certificados X.509 y mTLS.
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\section{Marco Normativo Industrial}
\subsection{Clasificación de Áreas Peligrosas (ATEX / NEC 500)}
Análisis de Zonas (Zona 0, 1, 2) y la elección de Arquitectura de Seguridad
Intrínseca (Ex i) mediante el uso de Barreras Zener frente al enfoque de
Gabinetes a Prueba de Explosión (Ex d).
Objetivo del día: Sistematización del Conocimiento y Rigor Científico.
A lo largo del proyecto, tomaste decenas de decisiones difíciles. Hubo días en los que el compilador fallaba, o el ruido eléctrico borraba la memoria. Resolviste esos problemas como un constructor, golpeando el metal hasta que encajó. Pero al redactar este **Marco Teórico**, estás haciendo el trabajo de un Arquitecto de Software y Hardware: estás documentando que cada golpe tuvo un ángulo calculado.
Este índice estructurado que creaste hoy no solo te garantiza pasar la defensa de tu Tesis Universitaria con honores; es la misma documentación técnica fundamental (Whitepaper) que una empresa auditora o un inversor exigirá leer antes de meter su dinero en tu proyecto. Has demostrado que tu máquina no funciona por suerte ni por ensayo y error. Funciona porque está anclada en las matemáticas del Punto Fijo, la física de la termodinámica y los pilares de la criptografía. Tienes la máquina, y ahora, tienes la Doctrina.