1 / 22

Aplicaciones de Redes de Sensores Inalámbricos

Aplicaciones de Redes de Sensores Inalámbricos. Agustín J. González Departamento de Electrónica Universidad Técnica Federico Santa María. Contenidos. Redes móviles y multi-hops Redes de Sensores Inalámbricos Hardware y estándares Aplicaciones Agricultura de precisión

elvin
Download Presentation

Aplicaciones de Redes de Sensores Inalámbricos

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Aplicaciones de Redes de Sensores Inalámbricos Agustín J. González Departamento de Electrónica Universidad Técnica Federico Santa María

  2. Contenidos • Redes móviles y multi-hops • Redes de Sensores Inalámbricos • Hardware y estándares • Aplicaciones • Agricultura de precisión • Monitorización de camiones mineros • Dispositivos Móviles • Hardware • Aplicaciones • Monitorización del aprendizaje en salas de clases • Asistente de compras • Asistente médico en cirugías al cráneo 2

  3. Redes Móviles • Redes Móviles (Mobile ad hoc networks, MANET): en este modelo dispositivos móviles se auto organizan para crear una red aprovechando sus interfaces inalámbricas, sin un requerimiento de infraestructura pre-instalada. • Éstas asumen el uso de redes en aplicaciones para gran número de clientes y que los nodos estarán en todas partes (densos y activos) • Esto no ha ocurrido aún. 3

  4. Redes Multihops • Las redes Multihop hacen referencia a un modelo de comunicación extremo a extremo. Aquí los paquetes son re-enviados con ayuda de los nodos de la red hasta llegar al destino. • Dispositivos no directamente conectados se pueden comunicar re-enviando su tráfico vía una secuencia de dispositivos intermedios. • Esta idea ha sido usada en varias soluciones comerciales. • Ejemplos: Redes oportunistas, vehiculares, y de sensores. 4

  5. Redes de Sensores Inalámbricos (WSN) • La idea es monitorizar, estudiar, y controlar eventos y fenómenos. • Un número de nodos sensores son puestos de manera densa y posiblemente aleatoria dentro de un área. • Información recolectada por sensores es enviada a un nodo sumidero y a través de éste llevada a Internet. • Tecnología habilitadora: MOTE 5

  6. WSN y Motes: Hardware • Avances en redes e integración de la electrónica permiten crear nodos pequeños, flexibles, de bajo costo que interactúan con su ambiente a través de sensores, actuadores y comunicación => Motes • Meta en consumo energético => un año de operación desatendida o más. 6

  7. Una plataforma: Tmote Sky Abril 2009 elo.utfsm.cl 7

  8. Otra plataforma: SUN SpotSmall Programmable Object Technology • Acelerómetro de 2G/6G 3-ejes (x,y,z) • 512K RAM, 4M Flash • Sensores: temperatura y luz • J2ME elo.utfsm.cl 8

  9. 250 kb/s 2.4 GHz 40 kb/s and 20 kb/s 900 and 868 MHz Estándares • Capas física y MAC: IEEE 802.15.4, Optimizadas para bajo costo, baja potencia y desempeño inalámbrico robusto. • ZigBee (2004) construido sobre 802.15.4 e incluye un stack de protocolo de red completo para WSN orientado a redes de sensores y control. • ZigBee Pro (dic. 2007) mejora algoritmos de direccionamiento y ruteo elo.utfsm.cl 9

  10. Agricultura de Precisión:El problema Recolección manual de datos Abril 2009 elo.utfsm.cl 10

  11. Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo GTW Nodo Nodo Estación meteorológica Agricultura de Precisión: Soluciones elo.utfsm.cl 11

  12. NesC Tiny OS Aplicación Plataforma Mote Dificultades abordadas • Aplicación debe responder a las variaciones de su entorno. • Recursos limitados (memoria, energía) • Confiabilidad (nodos desatendida) • Requerimientos de tiempo real • Propagación e interferencia de señales de RF elo.utfsm.cl 12

  13. Resultado • Memoria de José Ulloa • Aplicación adquisidorade datos • En colaboracióncon Wiseconn • Producto: WiseField elo.utfsm.cl 13

  14. Node 1 Sensor 1 Sensor 2 Sensor 3 Node n Sensor 1 Remote Monitor 1 Remote Monitor n Sensor 2 Sensor 3 Arquitectura General Oficinas Acquisition system DB Monitor/control/alarms Gateway LAN WSN/Ethernet Internet Nodosautónomos (meses/años) elo.utfsm.cl 14

  15. Nuevo requerimiento de clientes ¿Qué pasa si un cliente tiene varios campos disjuntos? elo.utfsm.cl 15

  16. Agricultura de Precisión:Extensión Usamos un gateway WSN-GPRS elo.utfsm.cl 16

  17. Arquitectura RS-232 Usamos un modem GSM/GPRS elo.utfsm.cl 17

  18. Resultado • Memoria de César León • Versión mejorada deWiseField • Principales problemas: confiabilidad del enlace GPRS=> Tuvo de superar el rechazo de conexiones y límites en tamaños de paquetes. • En colaboración con Wiseconn elo.utfsm.cl 18

  19. Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo GTW Nodo Nodo Necesidad de Gateway WSN/Ethernet • Escenario 1: Interior Exterior USB ¿Cómo hacer estaconexión más larga? elo.utfsm.cl 19

  20. Red vista como uncampo más grande Gateways Para hacer túnel Necesidad de Gateway WSN/Ethernet • Escenario 2: Field A Internet Field B Oficinas elo.utfsm.cl 20

  21. Solución:Gateway WSN/Ethernet: • Memoria de Guillermo Bustos Gateway Ethernet/Serial Sistema OEM implementamodelo cliente servidor Original Equipment Manufacturer elo.utfsm.cl 21

  22. Monitorización de Temperatura y Presión de Neumáticos de Camiones Mineros • Memoria de Alejandro Alviña • Neumáticos entre los suministros más caros. • Él integró hardware e implementó protocolo También es unaRed de Sensores Inalámbricos Wireless link • Sensores: OEM de Freescale • Microcontrolador TI • RF Module OEM de Aerocomm elo.utfsm.cl 22

More Related