UNIDAD 6 Redes inalámbricas de sensores

6.1 EJEMPLOS DE REDES DE SENSORES 

HISTORIA

La evolución de redes de sensores tiene su origen en iniciativos militares. Por eso no hay muchas informaciones sobre las fuentes de la idea. Como predecesor de las redes de sensores modernos está considerado Sound Surveillance System (SOSUS), una red de boyas sumergidas instaladas de los Estados Unidos durante la Guerra Fría para detectar submarinos usando sensores de son.

A eso de 1980 comenzó la exploración de redes de sensores con el proyecto Distributed Sensor Networks (DSN) de la agencia militaría de Estados Unidos Defense Advanced Research Project Agency (DARPA). Es probable que hoy mismo haya proyectos militarios que investigan la materia.

LAS WSN SE CONSTITUYEN EN BASE

·       Sensores: De distintos tipos y tecnologías los cuales toman del medio la infamación y la convierten en señales eléctricas. 

·     Nodos De Sensor: Toman los datos del sensor a través de sus puertas de datos, y envían la información a la estación base. 

•  Gateway: Elementos para la interconexión entre la red de sensores y una red TCP/IP.

·      Estación Base: Recolector de datos. 

·      Red Inalámbrica: Típicamente basada en el estándar 802.15.4 ZigBee.

CARACTERÍSTICAS DE LAS WSN:

Las redes de sensores tienen una serie de características propias y otras adaptadas de las redes Ad-Hoc: 

• Topología Dinámica: En una red de sensores, la topología siempre es cambiante y éstos tienen que adaptarse para poder comunicar nuevos datos adquiridos.

• Variabilidad del canal: El canal radio es un canal muy variable en el que existen una serie de fenómenos como pueden ser la atenuación, desvanecimientos rápidos, desvanecimientos lentos e interferencias que puede producir errores en los datos.

• No se utiliza infraestructura de red: Una red sensora no tiene necesidad alguna de infraestructura para poder operar, ya que sus nodos pueden actuar de emisores, receptores o enrutadores de la información. Sin embargo, hay que destacar en el concepto de red sensora la figura del nodo recolector (también denominados sink node), que es el nodo que recolecta la información y por el cual se recoge la información generada normalmente en tiempo discreto. Esta información generalmente es adquirida por un ordenador conectado a este nodo y es sobre el ordenador que recae la posibilidad de transmitir los datos por tecnologías inalámbricas o cableadas según sea el caso.

• Tolerancia a errores: Un dispositivo sensor dentro de una red sensora tiene que ser capaz de seguir funcionando a pesar de tener errores en el sistema propio.

• Comunicaciones multisalto o broadcast: En aplicaciones sensoras siempre es característico el uso de algún protocolo que permita comunicaciones multi-hop, léase AODV, DSDV, EWMA u otras, aunque también es muy común utilizar mensajería basada en broadcast.

• Consumo energético: Es uno de los factores más sensibles debido a que tienen que conjugar autonomía con capacidad de proceso, ya que actualmente cuentan con una unidad de energía limitada. Un nodo sensor tiene que contar con un procesador de consumo ultra bajo así como de un transceptor radio con la misma característica, a esto hay que agregar un software que también conjugue esta característica haciendo el consumo aún más restrictivo.

• Limitaciones hardware: Para poder conseguir un consumo ajustado, se hace indispensable que el hardware sea lo más sencillo posible, así como su transceptor radio, esto nos deja una capacidad de proceso limitada

• Costes de producción: Dada que la naturaleza de una red de sensores tiene que ser en número muy elevada, para poder obtener datos con fiabilidad, los nodos sensores una vez definida su aplicación, son económicos de hacer si son fabricados en grandes cantidades. 

·         Integración con otras tecnologías. Agricultura, biología, medicina, minería, etc. 

·         Posibilita aplicaciones impensadas. Interacción de los seres humanos con el medio Redes vehiculares, etc. 

·         Menor uso de recursos.

 

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SENSORES INALÁMBRICOS

·       Tiempo de vida 

·         Cobertura

·          Costos y facilidad de instalación 

·         Tiempo de respuesta 

·         Bajo consumo de potencia 

·         Precisión y frecuencia de las mediciones 

·         Seguridad 

 

Algunas restricciones las encontramos en: energía, capacidad de cómputo, memoria. 

• Redes desatendidas (sin intervención humana), con alta probabilidad de fallo, lo cual se desea aminorar con el MONITOREO de estas.

APLICACIONES ACTUALES Y POSIBLES USOS

Donde se requiera recoger lecturas. Estas pueden ser en un entorno inaccesible u hostil como también en empresas, fabricas, oficinas u el propio hogar, durante un período de tiempo, para así detectar cambios, tendencias y datos suficientes para poder generar algún cambio o intervención.

Como por ejemplo: 

·         En agricultura. 

·         En casas domo.

·         Tecnología militar. 
·         Tecnología civil (bomberos).