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Ayuntamiento de Castellón Redes de sensores: una tecnología que funciona Germán Fabregat Llueca Ingeniería y Ciencia de los Computadores Ayuntamiento de Castellón En el asfalto del centro de San Francisco para la gestión de las plazas de aparcamiento Redes de sensores: una tecnología que funciona 2 Ayuntamiento de Castellón En las aguas litorales de Australia para preservar los arrecifes de coral Redes de sensores: una tecnología que funciona 3 Ayuntamiento de Castellón Sembrados en los bosques de Massachusetts para prevenir incendios forestales Redes de sensores: una tecnología que funciona 4 Ayuntamiento de Castellón Redes de sensores WSN (wireless sensor networks) • Tecnología y sistemas en rápido desarrollo • Coste reducido, bajo consumo, gran versatilidad • Innumerables campos y oportunidades de aplicación Redes de sensores: una tecnología que funciona 5 Ayuntamiento de Castellón Sensores inteligentes (smart sensors) • Un microcontrolador no muy potente • Uno o varios (pocos) sensores • Comunicación de datos Redes de sensores: una tecnología que funciona 6 Ayuntamiento de Castellón Sensores inteligentes (smart sensors) • Datos sin procesar, procesados, alarmas… • Ancho de banda bajo • Normalmente cableados Redes de sensores: una tecnología que funciona 7 Ayuntamiento de Castellón Un ejemplo: iButtons + 1–Wire (MAXIM - Dallas Semiconductor) Redes de sensores: una tecnología que funciona 8 Ayuntamiento de Castellón Sensores inteligentes inalámbricos • Las mismas características • Comunicación RF • Muy bajo consumo Redes de sensores: una tecnología que funciona 9 Ayuntamiento de Castellón Redes de sensores • Muchos sensores a distancias cortas (~ 100m) • Nodos baratos de bajo consumo • Comunicación múltiple entre nodos Redes de sensores: una tecnología que funciona 10 Ayuntamiento de Castellón Red de sensores típica Redes de sensores: una tecnología que funciona 11 Ayuntamiento de Castellón Características de la red de sensores • Doble función de los nodos: proceso y encaminamiento • Caminos redundantes: la red es robusta • Heterogénea (nodos especiales) y jerárquica • Identificación y localización de los nodos Redes de sensores: una tecnología que funciona 12 Ayuntamiento de Castellón Principales temas de investigación • Algoritmos distribuidos entre los nodos • Encaminamiento y equilibrio de datos • Medida de distancia en función de la intensidad de recepción • Optimización del número de nodos, potencia de transmisión, consumo… Redes de sensores: una tecnología que funciona 13 Ayuntamiento de Castellón Para una aplicación real • Adquisición, procesado simple y envío de datos • Encaminamiento, retransmisión de datos y consumo • Localización e identificación • Coste de implantación y mantenimiento Redes de sensores: una tecnología que funciona 14 Ayuntamiento de Castellón Cypress Semiconductor CYFi + PsOC • Transceiver RF y System on Chip programable • 10 m sin amplificador, más de 100 m en el ejemplo • Menos de 10 € Redes de sensores: una tecnología que funciona 15 Ayuntamiento de Castellón Cypress Semiconductor CYFi + PsOC http://www.cypress.com/?app=video&bcpid=1873822939&bclid=1873841379&bctid=1904707135 Redes de sensores: una tecnología que funciona 16 Ayuntamiento de Castellón Texas Instruments eZ430-RF2500 • Microcontrolador MSP430F22x4 y transceiver CC2500 • Similares características Redes de sensores: una tecnología que funciona 17 Ayuntamiento de Castellón Texas Instruments eZ430-RF2500 Redes de sensores: una tecnología que funciona 18 Ayuntamiento de Castellón Gestión de aparcamientos en San Francisco • Proyecto desarrollado en 2007 • Sistemas empotrados en el asfalto • De 5 a 10 años de autonomía • 300 $ por sensor (fabricante) Redes de sensores: una tecnología que funciona 19 Ayuntamiento de Castellón Gestión de aparcamientos en San Francisco • Los sensores informan cuando su plaza se ocupa o libera • Los nodos intermedios se ubican en farolas • Los usuarios reciben la información sobre plazas disponibles en sus móviles http://www.rfidjournal.com/article/view/3625/1 Redes de sensores: una tecnología que funciona 20 Ayuntamiento de Castellón Preservación de los arrecifes de coral en Australia • Proyecto en desarrolo desde 2008 • Sensores situados en boyas • Nodos intermedios en boyas mayores Redes de sensores: una tecnología que funciona 21 Ayuntamiento de Castellón Preservación de los arrecifes de coral en Australia • Unos 3000 arrecifes distribuidos en un área de 300.000 Km2 • Medidas de temperatura, salinidad, luz, oxígeno… • Caracterizar y modelar el medio para prevenir enfermedades y daños del coral http://www.science.org.au/nova/110/110key.htm Redes de sensores: una tecnología que funciona 22 Ayuntamiento de Castellón Prevención de incendios forestales desarrollada en el MIT • Proyecto en desarrollo desde 2008 • Hincapié en el bajo consumo • Sensores alimentados con energía de los árboles Redes de sensores: una tecnología que funciona 23 Ayuntamiento de Castellón Prevención de incendios forestales desarrollada en el MIT • Aplicación típica de las redes de sensores • Micro, nanovatios en los modos inactivos • En ciudades: energía radiada por las antenas http://web.mit.edu/newsoffice/2008/trees-0923.html Redes de sensores: una tecnología que funciona 24 Ayuntamiento de Castellón Redes de sensores: una tecnología que funciona • La tecnología mejorará las prestaciones, el consumo y las comunicaciones • La ciencia mejorará los métodos de comunicación e instalación • Los desarrolladores debemos crear e implantar las aplicaciones… Redes de sensores: una tecnología que funciona 25 Ayuntamiento de Castellón … por ejemplo, en el Ciclo Integral del Agua • Lectura remota y en tiempo real de los contadores de suministro • Análisis multipunto de los niveles de contaminación en la red • Mejora de sistemas de riego en función de datos de humedad del suelo • … Redes de sensores: una tecnología que funciona 26 Ayuntamiento de Castellón Muchas gracias por su atención Germán Fabregat Llueca Ingeniería y Ciencia de los Computadores
